python socket网络编程

Python提供了两个基本的socket模块：

　　第一个是Socket，它提供了标准的BSD Sockets API。

　　第二个是SocketServer，它提供了服务器中心类，可以简化网络服务器的开发。

下面讲的是Socket模块功能

1、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）来创建套接字。

socket类型	描述
socket.AF_UNIX	只能够用于单一的Unix系统进程间通信
socket.AF_INET	服务器之间网络通信
socket.AF_INET6	IPv6
socket.SOCK_STREAM	流式socket , for TCP
socket.SOCK_DGRAM	数据报式socket , for UDP
socket.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	可靠的连续数据包服务
创建TCP Socket：	s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
创建UDP Socket：	s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

2、socket函数

注意点：

1）TCP发送数据时，已建立好TCP连接，所以不需要指定地址。UDP是面向无连接的，每次发送要指定是发给谁。

2）服务端与客户端不能直接发送列表，元组，字典。需要字符串化repr

socket函数		描述
服务端socket函数
s.bind(address)	将套接字绑定到地址, 在AF_INET下,以元组（host,port）的形式表示地址.
s.listen(backlog)	开始监听TCP传入连接。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()	接受TCP连接并返回（conn,address）,其中conn是新的套接字对象，可以用来接收和发送数据。address是连接客户端的地址。
客户端socket函数
s.connect(address)	连接到address处的套接字。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(adddress)	功能与connect(address)相同，但是成功返回0，失败返回errno的值。
公共socket函数
s.recv(bufsize[,flag])	接受TCP套接字的数据。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(string[,flag])	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(string[,flag])	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.recvfrom(bufsize[.flag])	接受UDP套接字的数据。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(string[,flag],address)	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.getsockname()	返回套接字自己的地址。通常是一个元组(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

3、socket编程思路

TCP服务端：

1　创建套接字，绑定套接字到本地IP与端口

　　#　socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM), s.bind()

2　开始监听连接　　　　#　s.listen()

3　进入循环，不断接收客户端的连接请求　　　　#　s.accept()

4　然后接收传来的数据，并发送给对方数据　　　　#　s.recv() ,　s.sendall()

5　传输完毕后，关闭套接字　　　　　　#　s.close()

TCP客户端：

1　创建套接字，连接远端地址

　　#　socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM), s.connect()

2　连接后发送数据和接收数据　　　　#　s.sendall(),  s.recv()

3　传输完毕后，关闭套接字　　　　#　s.close()

4、Socket编程之服务端代码：

server.py文件：

import socket       # socket模块

sk = socket.socket()    # 定义socket类型，网络通信，TCP
sk.bind(('127.0.0.1',9000))     # 套接字绑定的IP与端口
sk.listen(1)     # 开始监听链接，监听1个请求

conn, addr = sk.accept()    # 接收客户端连接，并返回新的套接字与IP地址
ret = conn.recv(1024).decode('utf-8')   # 把接收的数据实例化
print(ret)      # 打印出对端发送过来的消息
conn.send('你好'.encode('utf-8'))     # 向客户端发送消息
conn.close()    # 关闭客户端套接字

sk.close()      # 关闭服务器套接字

5、Socket编程之客户端代码：

client.py文件：

import socket

sk = socket.socket()    # 创建客户端套接字
sk.connect(('127.0.0.1', 9000))     # 尝试连接服务器
sk.send('你好吗'.encode())     # 发送消息给服务器
print(sk.recv(1024).decode('utf-8'))    # 打印服务端消息
sk.close()      # 关闭客户端套接字

6、Socket编程扩展

服务器端(server.py)：

import socket

sk = socket.socket()
sk.bind(('127.0.0.1',9000))
sk.listen()

conn, addr = sk.accept()
while True:
    ret = conn.recv(1024).decode('utf-8')
    print(ret)
    inp = input('>>>')
    conn.send(inp.encode('utf-8'))
conn.close()　　

 客户端(client.py)：

import socket
sk = socket.socket()
sk.connect(('127.0.0.1',9000))
while True:
    inp = input('>>>')
    sk.send(inp.encode('utf-8'))
    print(sk.recv(1024).decode('utf-8'))
sk.close()　　

这样虽然能聊天，但是无法正常退出。稍微更改以下，就可以做到在服务器或客户端都能正常结束对话，结束后服务端一直处于监听状态，即再次启动客户端后还能正常和服务器通信。

服务端（server.py）：

import socket

sk = socket.socket()
sk.bind(('127.0.0.1',9000))
sk.listen()
while True:
    conn, addr = sk.accept()
    while True:
        ret = conn.recv(1024).decode('utf-8')
        if ret == 'q': break
        print(ret)
        inp = input('>>>')
        conn.send(inp.encode('utf-8'))
        if inp == 'q': break
    conn.close()
sk.close()　　

客户端（client.py）：

import socket
sk = socket.socket()
sk.connect(('127.0.0.1',9000))
while True:
    inp = input('>>>')
    sk.send(inp.encode('utf-8'))
    if inp == 'q': break
    ret = sk.recv(1024).decode('utf-8')
    if ret == 'q': break
    print(ret)
sk.close()

 对于一个tcp连接，客户端和server是一直占用的。其它客户端，全都不能占用；对于server，如果没有执行sk.close就会出现下面之类的报错。

解决方案：

 

表示运行端口复用。总结：

基于UDP谢谢已的socket

udp是无链接的，启动服务之后可以直接接收消息，不需要提前建立链接

SOCK_DGRAM表示udp。而udp实例如下：

服务端（server.py）：

import socket

sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
sk.bind(('127.0.0.1',9999))
msg,addr = sk.recvfrom(1024)
print(msg.decode('utf-8'))
sk.close()　　

客户端（client.py）：

import socket

sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
sk.sendto('你好'.encode('utf-8'),('127.0.0.1',9999))
sk.close()　　

 同样，上面的程序也是一次性的，为了达到循环对话的目的，下面对代码作了更改：

服务端（server.py）：

import socket
sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
sk.bind(('127.0.0.1',9999))
while True:
    msg, client_addr = sk.recvfrom(1024)
    print(msg.decode('utf-8'))
    inp = input('>>>')
    sk.sendto(inp.encode('utf-8'),client_addr)
sk.close()　　

客户端（client.py）：

import socket

sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
while True:
    inp = input('>>>')
    sk.sendto(inp.encode('utf-8'),('127.0.0.1',9999))
    msg, addr = sk.recvfrom(1024)
    print(msg.decode('utf-8'))
sk.close()　　

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