socket-python篇-优快云博客

本文深入讲解Python中的Socket编程，涵盖套接字的基本概念、类型、创建及使用方法。包括服务器与客户端的连接流程，以及常见套接字函数的使用，如bind、listen、accept、connect等。并提供了详细的代码示例。

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socket—python篇

简介
- Socket又称"套接字"，应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求，使主机间或者一台计算机上的进程间可以通讯

socket类型

套接字格式
- socket(family,type[,protocal]) 使用给定的地址族、套接字类型、协议编号（默认为0，一般不写）来创建套接字
例如
- s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
地址族

socket类型描述
socket.AF_UNIX 单一个unix进程间通信
socket.AF_INET 服务器之间的通信
scoket.AF_INET6 IPV6使用

socket类型	描述
socket.AF_UNIX	单一个unix进程间通信
socket.AF_INET	服务器之间的通信
scoket.AF_INET6	IPV6使用

套接字类型

socket类型	描述
socket.SOCK_STREAM	流式 for
TCPsocket.SOCK_DGRAM	报文式数据包 for UDP
scoket.SOCK_RAW	原始套接字，普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文，而SOCK_RAW可以；其次，SOCK_RAW也可以处理特殊的IPv4报文;此外利用原始套接字，可以通过IP_HDRINCL套接字选项由用户构造IP头
socket.SOCK_SEQPACKET	可靠的连续数据包格式

# 导入socket库:
import socket

# 创建一个socket:
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 建立连接:
s.connect(('www.sina.com.cn', 80))

创建Socket时，AF_INET指定使用IPv4协议，如果要用更先进的IPv6，就指定为AF_INET6。SOCK_STREAM指定使用面向流的TCP协议，这样，一个Socket对象就创建成功，但是还没有建立连接
客户端要主动发起TCP连接，必须知道服务器的IP地址和端口号。新浪网站的IP地址可以用域名www.sina.com.cn自动转换到IP地址，但是怎么知道新浪服务器的端口号呢？
答案是作为服务器，提供什么样的服务，端口号就必须固定下来。由于我们想要访问网页，因此新浪提供网页服务的服务器必须把端口号固定在80端口，因为80端口是Web服务的标准端口。其他服务都有对应的标准端口号，例如SMTP服务是25端口，FTP服务是21端口，等等。端口号小于1024的是Internet标准服务的端口，端口号大于1024的，可以任意使用

socket对象（内建）方法

函数	描述
服务器端套接字
s.bind()	绑定地址（host,port）到套接字，在AF_INET下,以元组（host,port）的形式表示地址
s.listen()	开始TCP监听。backlog指定在拒绝连接之前，操作系统可以挂起的最大连接数量。该值至少为1，大部分应用程序设为5就可以了
s.accept()	被动接受TCP客户端连接,(阻塞式)等待连接的到来
客户端套接字
s.connect()	主动初始化TCP服务器连接，。一般address的格式为元组（hostname,port），如果连接出错，返回socket.error错误
s.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，数据以字符串形式返回，bufsize指定要接收的最大数据量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略
s.send()	发送TCP数据，将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是要发送的字节数量，该数量可能小于string的字节大小
s.sendall()	完整发送TCP数据。将string中的数据发送到连接的套接字，但在返回之前会尝试发送所有数据。成功返回None，失败则抛出异常
s.recvform()	接收UDP数据，与recv()类似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收数据的字符串，address是发送数据的套接字地址
s.sendto()	发送UDP数据，将数据发送到套接字，address是形式为（ipaddr，port）的元组，指定远程地址。返回值是发送的字节数
s.close()	关闭套接字
s.getpeername()	返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）
s.setsockopt(level,optname,value)	设置给定套接字选项的值。
s.getsockopt(level,optname[.buflen])	返回套接字选项的值。
s.settimeout(timeout)	设置套接字操作的超时期，timeout是一个浮点数，单位是秒。值为None表示没有超时期。一般，超时期应该在刚创建套接字时设置，因为它们可能用于连接的操作（如connect()）
s.gettimeout()	返回当前超时期的值，单位是秒，如果没有设置超时期，则返回None
s.fileno()	返回套接字的文件描述符。
s.setblocking(flag)	如果flag为0，则将套接字设为非阻塞模式，否则将套接字设为阻塞模式（默认值）。非阻塞模式下，如果调用recv()没有发现任何数据，或send()调用无法立即发送数据，那么将引起socket.error异常。
s.makefile()	创建一个与该套接字相关连的文件

案例

服务器端
使用 socket 模块的 socket 函数来创建一个 socket 对象。socket 对象可以通过调用其他函数来设置一个 socket 服务。现在我们可以通过调用 bind(hostname, port) 函数来指定服务的 port(端口)。接着，我们调用 socket 对象的 accept 方法。该方法等待客户端的连接，并返回 connection 对象，表示已连接到客户端。

# 导入 socket、sys 模块
import socket
import sys

# 创建 socket 对象
serversocket = socket.socket(
            socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 获取本地主机名
host = socket.gethostname()

port = 9999

# 绑定端口
serversocket.bind((host, port))

# 设置最大连接数，超过后排队
serversocket.listen(5)

while True:
    # 建立客户端连接
    clientsocket,addr = serversocket.accept()     

    print("连接地址: %s" % str(addr))
    
    msg='已连接"
    clientsocket.send(msg.encode('utf-8'))
    clientsocket.close()

客户端
- 接下来我们写一个简单的客户端实例连接到以上创建的服务。。socket.connect(hosname, port ) 方法打开一个 TCP 连接到主机为 hostname 端口为 port 的服务商。连接后我们就可以从服务端后期数据，记住，操作完成后需要关闭连接。

# 导入 socket、sys 模块
import socket
import sys

# 创建 socket 对象
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 获取本地主机名
host = socket.gethostname()

# 设置端口好
port = 9999

# 连接服务，指定主机和端口
s.connect((host, port))

# 接收小于 1024 字节的数据
msg = s.recv(1024)

s.close()

print (msg.decode('utf-8'))

详细案例 TCP/IP

服务器端

# 依照上socket流程图，实现一个功能，客户端输入什么，就把输入的转为大写

# soceet server

import socket
ip_port=('127.0.0.1',9999)

# 封装协议（对象)
s = socket.socket()

# 绑定ip，端口
s.bind(ip_port)

# 启动监听
s.listen(5)  # 挂起连接数，  允许最多处理5个请求
while True:
    # 等待连接
    conn, addr = s.accept()  # accept方法等待客户端连接，直到有客户端连接后，
                             #会返回连接线（conn）、连接地址（addr）

    while True:
        # 至此，当客户端连接时，conn即为连接客户端的连接线
        # 所以，当客户端主动断开连接时，conn就不存在了，也会抛出异常
        # 在这里定义一个异常跟踪
        try:
            # 接收消息
            recv_data=conn.recv(1024)  # 接收conn连接线路，并指定缓存该线路的1024
            print('接收消息类型：%s' % type(recv_data))
            print(recv_data)

            # 发送消息
            send_data=recv_data.upper()  # 将接收消息转换为大写
            print("发送消息内容：%s" % send_data)
            conn.send(send_data)  # 使用conn线路，发送消息
        except Exception:  # 如果客户端主动断开，则server退出该循环等待下一条连接
            break

    # 结束进程
    conn.close() # 中断线路

客户端

import socket
ip_port=('127.0.0.1',9999)

# 封装协议（对象）
s = socket.socket()

# 向服务端建立连接
s.connect(ip_port)

while True:
    # 发送消息
    send_data=input('>>: ').strip()
    if len(send_data) == 0:continue  # 如果发送消息为空，不去执行以下发送
    s.send(bytes(send_data,encoding='utf8'))
    if send_data == 'exit': break  # 如果输入exit，则退出

    # 接收消息
    recv_data = s.recv(1024) #
    print(str(recv_data,encoding='utf8'))

# 结束连接
s.close()