套接字及其编程（python）_python套接字编程-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_28414091/article/details/130393189

基本介绍：

socket（套接字）是一个抽象层，允许应用程序将I/O接入网络，与网络中其他应用程序进行通信

类型：

流式套接字（SOCK-STREAM）

可靠的、面向连接的双向数据传输服务，能实现数据无差错、无重复的发送，常用于TCP

数据报套接字（SOCK-DGRAM）

无连接、不可靠的双向数据传输服务，可能丢失、重复或乱序，常用于UDP

原始套接字（SOCK-RAW）

对较低层协议如（IP或ICMP）进行直接访问，常用于网络协议分析、检验新的网络协议实现

使用原始套接字进行网络通信基本步骤：

创建原始套接字、设置套接字选项和创建并填充相应协议头
用sendto（）函数将组装好的数据发送出去
使用recvfrom（）函数接受数据并解析
关闭套接字

特点：

普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文，而原始套接字可以，但通常仅限于高级用户或管理员运行的程序使用

ICMP协议：

全称为Internet Control Message Protocol（Internet控制报文协议）

ICMP是TCP/IP模型中网络层的重要成员。两个常用的网络管理命令ping（用来测试网络可达性）和tracert（用来显示到达目的主机的路径）都利用ICMP协议来实现网络功能

ICMP报文：

IP报头（至少20字节）
ICMP报头（至少8字节）
ICMP报文（数据部分）

当IP报头中的协议字段值为1时，就说明这是一个ICMP报文

ICMP报头：

类型：差错报文（取值1-127）、信息报文（取值128以上）
代码：与类型共同标识详细类型
校验和：对包括数据部分在内整个ICMP的校验和，以检验在传输过程中是否出现差错

ICMP报文类型：

0 ——回送应答
3 ——目标不可达
4 ——原点抑制
5 ——重定向或改变路由
8 ——回送请求
9 ——路由器公告
10 ——路由器请求
11 ——超时
13 ——时间戳请求
14 ——时间戳应答
17 ——地址子网请求
18 ——地址子网应答

ping中就包括了请求（类型值为8）和应答（类型值为0）的ICMP报文

协议数据包的封装：

使用Python的struct模块来完成

pack（）函数，把数据封装成字节流

pack(fmt, v1, v2, ...) #其中fmt为给定格式，vi为封装对象

unpack（）函数，将字节流解析返回数组

unpack(fmt, string) #其中fmt为给定格式，string为解析字对象

calcsize（）函数，计算给定格式占用的内存

calcsize(fmt)  #其中fmt为给定格式

fmt支持的格式

套接字编程：

引入套接字模块

import socket
#或者，本文代码默认为使用下一种
from socket import *

套接字的创建

socket（）函数

返回创建套接字

mySocket = socket(socket_family, socket_type, protocol = 0)

socket_family为协议类型，可以为：AF_INET #IPv4（默认）, AF_INET6 #IPv6, AF_UNIX #只能够只能够用于单一的Unix系统进程间通信
socket_type为套接字类型，可以为SOCK_STREAM #流式socket , for TCP （默认）, SOCK_DGRAM #数据报式socket , for UDP, SOCK_RAW #原始套接字
protocol为制定协议，可以为0（自动选择合适的协议）或使用getprotobyname()函数指定ICMP、UDP等（指定协议）

icmp = getprotobyname("icmp")   #指定ICMP协议
rawsocket = socket(AF_INET, SOCK_RAW, icmp)

服务器端功能：

bind（）函数

无返回值，将套接字绑定到目标地址的端口

serverSocket.bind(address) #其中address为以元组（host, port） 的形式表示的地址，host为str类型IP地址，port为int类型端口号（以下都是）

listen（）函数

无返回值，开始监听

serverSocket.listen(backlog) #其中backlog为拒绝连接前可以监听的最大数量，至少为1

accept（）函数

返回connectSocket和address，接收一个连接

connectSocket, address = serverSocket.accept() #其中connextSocket为新创建的用于接收和发送数据的套接字对象，address为连接客户端的地址

客户端功能：

connect（）函数

无返回值，连接到服务器地址的套接字

clientSocket.connect(address) #其中address为以元组（host, port） 的形式表示的地址

connext_ex（）函数

返回连接情况，成功返回0，失败返回error的值，连接到服务器地址的套接字

clientSocket.connect_ex(address) #其中address同上

通用功能：

recv（）函数

返回发送方的报文内容字符，接受套接字的数据

data = commonSocket.recv(bufsize) #其中bufsize为接受的最大数据量

recvfrom（）函数

返回发送方的报文内容字符串和发送方地址，接受套接字的数据

data, address = commonSocket.recvfrom(length) #其种length为指定报文最大长度

send（）函数

返回值为发送的字节数（也可以没有），发送字符串类型报文内容到连接的套接字

发送前如果报文为str类型，需要用encode（）进行编码，encode（）可以指定编码类型，没有参数输入时默认为utf-8

commonSocket.send(data) #其中data为bytes类型的报文内容
commonSocket.send(data.encode("utf-8")) #其中data为str类型的报文内容

sendto（）函数

返回值为发送的字节数（也可以没有），发送字符串类型报文内容到指定地址的套接字

发送前如果报文为str类型，需要用encode()进行编码，encode（）可以指定编码类型，没有参数输入时默认为utf-8

commonSocket.sendto(data, address) #其中data为bytes类型的报文内容，address为以元组（host, port） 的形式表示的地址
commonSocket.sendto(data.encode("utf-8"), address) #其中data为str类型的报文内容，address为以元组（host, port） 的形式表示的地址

settimeout（）函数

无返回值，设定套接字操作时限

commonSocket.settimeout(time) #其中time为float类型的操作时限

close（）函数

无返回值，关闭套接字

commonSocket.close()

UDP：面向数据报的不可靠传输服务
TCP：面向字节流的可靠传输服务

套接字及其编程（python）