Python3网络编程:socket笔记

补一篇3年前的学习笔记

1、原理简述

1.1、通信

• 通信：通过第三方（信号）进行信息的转达

发送者 ---第三方(信号)---> 接收者

1.2、通信协议

• 通信协议：双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定

底层协议：控制硬件 发收信号
高层协议：对信息和数据进行编码和解码

协议的实现
早期协议：直接由硬件决定
现代协议：硬件+协议程序

网络协议 常见类型

协议间转换

1.3、网络协议

网络协议
计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合
TCP/IP协议
（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议）
能在多个不同网络间实现信息传输的协议簇

1.4、套接字

对网络中不同主机上的应用进程之间进行双向通信的端点的抽象。
一个套接字就是网络上进程通信的一端，提供了应用层进程利用网络协议交换数据的机制。

2、socket

2.1、牛郎织女版

2.1.1、服务端

from socket import socket

# 1. 创建【TCP流式 套接字对象】
sock_stream = socket()

# 2. 将【套接字对象】与【本机IP地址+端口号】绑定在一起
sock_stream.bind(('127.0.0.1', 8888))

# 3. 将套接字变为【可监听的套接字】并设置一个连接等待队列
sock_stream.listen()
print('等待连接...\n', sock_stream)

# 4. 套接字等待客户端请求
conn, addr = sock_stream.accept()
print('创建一个新的套接字，与客户端的ip地址对应\n', conn)
print('连接到客户端的IP地址是', addr)

# 5. 收消息
data = conn.recv(1024)
print('接收到的数据', data.decode())  # .decode() 解码

# 6. 发消息
n = conn.send(b'receive\n')
print('发送了的字节数', n)

# 7. 和客户端断开连接
conn.close()

# 8. 清除套接字
sock_stream.close()

2.1.2、客户端

from socket import socket

# 1. 创建客户端套接字（要和访问的服务器的套接字类型相同）
s = socket()

# 2. 连接服务器
s.connect(('127.0.0.1', 8888))

# 3. 发消息
s.send(b'i am client')

# 4. 收消息
data = s.recv(1024)
print('客户端收到的信息:', data)

# 5. 关闭套接字
s.close()

2.2、海王版

2.2.1、服务端

from socket import socket
from threading import Thread


def target(conn, addr):
    """处理客户端的函数"""
    print('连接\033[93m{}\033[0m'.format(addr))
    while True:
        data = conn.recv(1024).decode().strip()
        if not data:
            break
        conn.send(data.encode())
        print('{}的消息\033[035m{}\033[0m'.format(addr, data))
    print('断开\033[93m{}\033[0m'.format(addr))
    conn.close()


# 创建套接字, 绑定, 监听
stream = socket()
stream.bind(('127.0.0.1', 8888))
stream.listen()
# 多线程接收客户端的连接请求
while True:
    Thread(target=target, args=stream.accept()).start()

2.2.2、客户端

from socket import socket
# 创建客户端套接字（要和访问的服务器的套接字类型相同）并连接服务器
s = socket()
s.connect(('127.0.0.1', 8888))
# 发、收 消息
while s.send(input('发消息：').strip().encode()):
    print('收信息：\033[93m{}\033[0m'.format(s.recv(1024).decode()))
# 关闭套接字
s.close()

3、补充一个Java版的socket

TCP服务端

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1、创建服务端对象，设定端口号
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
        // 2、接收客户端请求
        Socket socket = serverSocket.accept();
        // 3、获取输入流数据
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int i;
        while ((i = inputStream.read(bytes)) != -1) {
            System.out.println(new String(bytes, 0, i));
        }
        // 4、服务器给客户端发消息
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
        outputStream.write("receive".getBytes());
        socket.shutdownOutput(); // 通知客户端写完了
        // 5、关闭资源
        outputStream.close();
        inputStream.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();
    }
}

TCP客户端

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;

public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1、创建客户端对象
        String host = "127.0.0.1"; // 服务器地址：本机
        int port = 6666;           // 服务器端口号（1024~49151）
        Socket socket = new Socket(host, port);
        // 2、向服务端发数据
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
        outputStream.write("hello".getBytes());
        // 3、通知服务器写完了（不写这句的话，服务器会等）
        socket.shutdownOutput();
        // 4、接收服务器
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int i;
        while ((i = inputStream.read(bytes)) != -1) {
            System.out.println(new String(bytes, 0, i));
        }
        // 5、关闭资源
        inputStream.close();
        outputStream.close();
        socket.close();
    }
}