Python之socket编程(未完待续)

本文介绍了Python中的socket编程,包括C/S架构、TCP UDP IP的关系,重点讲解了TCP套接字的工作流程和函数。特别讨论了TCP粘包现象,解释了粘包的原因,并提供了两种粘包情况的示例。文章还详细阐述了解决粘包的方法,利用struct模块发送带有固定长度报文头的数据,从而避免粘包问题。

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一. C/S架构

C/S架构有叫做 客户端/服务端 架构。
服务器是一个软件或者硬件,用于提供客户需要的“服务”,服务器存在的唯一目的就是等待客户的请求,给这些客户提供服务,然后再等待其他请求。
硬件 客户/服务器 架构
打印(机)服务就是一个硬件服务器的例子,客户端将打印任务传输给打印机,打印机完成打印任务,等待下一次打印任务
软件 客户/服务器 架构
软件服务器也是运行在某个硬件之上,但不像硬件那样有专门的设备,软件服务器提供的服务主要是程序的运行,数据的发送与接收,合并,升级或者其他的程序或数据的操作。
目前,最常用的软件服务器就是web服务器,一台机器放一些网页或者web应用程序,然后启动服务器。服务器的任务就是接受客户的请求,将网页发送给客户,等待下一次请求。

二. TCP UDP IP之间的关系

这里写图片描述
从图中并没有看到socket,那么socket在网络协议中是在一个什么样的位置呢?
这里写图片描述
Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。
所以,我们无需深入理解tcp/udp协议,socket已经为我们封装好了,我们只需要遵循socket的规定去编程,写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的。
ip是用来标识互联网中的一台主机的位置,而port是用来标识这台机器上的一个应用程序,ip地址是配置到网卡上的,而port是应用程序开启的,ip与port的绑定就标识了互联网中独一无二的一个应用程序
而程序的pid是同一台机器上不同进程或者线程的标识

二. 套接字

完成客户端与服务端的通信,必须创建一个通信端点,让服务器“监听”请求。
套接字就是一种计算机网络数据结构,可以创建上述的通信端点,实现“监听”功能,最终实现网络通信。网络化的应用程序,在开始任何通信之前必须要创建套接字,就像电话的插口一样,没有他无法通信。
我们只关心网络编程,我们只用套接字夹住中的AF_INET,Python还支持AF_INET之外的AF_UNIX和AF_NETLINK。

1. 套接字工作流程

这里写图片描述
服务器端先初始化Socket,然后与端口绑定(bind),对端口进行监听(listen),调用accept阻塞,等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket,然后连接服务器(connect),如果连接成功,这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求,然后把回应数据发送给客户端,客户端读取数据,最后关闭连接,一次交互结束

import socket
socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)
#socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默认值为 0。

#获取tcp/ip套接字
tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

#获取udp/ip套接字
udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

由于 socket 模块中有太多的属性。使用 'from socket import *',能大幅减短代码。
例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

2. 套接字函数

名称 用法
服务端套接字函数
s.bind() 绑定(主机,端口号)到套接字
s.listen() 开始TCP监听
s.accept() 被动接受TCP客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来
客户端套接字函数
c.connect() 主动初始化TCP服务器连接
c.connect_ex() connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常
公共用途的套接字函数
s.recv() 接收TCP数据
s.send() 发送TCP数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)
s.sendall() 发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用send直到发完)
s.recvfrom() 接收UDP数据
s.sendto() 发送UDP数据
s.getpeername() 连接到当前套接字的远端的地址
s.getsockname() 当前套接字的地址
s.getsockopt() 返回指定套接字的参数
s.setsockopt() 设置指定套接字的参数
s.close() 关闭套接字
面向锁的套接字方法
s.setblocking(
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