Python学习之--socket

1.Socket概述

网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个连接的一端称为一个socket。socket通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，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。

socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，对于文件用【打开】【读写】【关闭】模式来操作。socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）。

大白话解释：两个程序通过“网络”交互数据就使用socket，它只负责两件事：建立连接，传递数据。

socket与file的区别：

1. file模块是针对某个指定文件进行【打开】【读写】【关闭】
2. socket模块是针对 服务器端 和 客户端Socket 进行【打开】【读写】【关闭】

用一张专业图来诠释：

先来看一个例子，来说明socket是怎么实现的：

Server端代码：

import socket
obj_server = socket.socket()    #创建实例,相当于socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)
obj_server.bind(('localhost',1234))     #之能接受元组
obj_server.listen(5)                #最多之能接受5个连接
while True:
    print "waiting....."        #程序开始时打印waiting...
    conn,addr = obj_server.accept()     #等待接受
    clinet_date = conn.recv(1024)         #最多接受1024字节
    print clinet_date               #打印出client端传来的代码
    conn.send('message')
    conn.close()

Clinet端代码：

import socket
obj = socket.socket()
obj.connect(('localhost',1234))           #注意端口号要与server端一致
obj.send('sos')              #向server端发送sos
server_data = obj.recv(1024)
print server_data            #打印出server端发来的信息
obj.close()

让我们看下执行结果：

Clinet端：

Server端：

          server端接收到了从client端发送过来的信息 'SOS' 。并且给client端发送了一条确认信息 'message'，我们在client端接收到了这条信息。这就是数据交互的过程。send是发消息方法，recv是接收消息方法。我们只需要修改 send和recv中的内容，就可以实现两个程序的数据交互了。

         socket的实现就像是快递员取快递的过程，寄出包裹的是server端，快递员是client端，send和recv中的内容就是我们要寄出的东西，那么准备好了要寄出的东西，我们要告诉快递员到哪里来取件，看server中的sock.bind方法，这里面传了一个元组('ip','port')给 bind方法，就是把包裹放在这个地址的这个端口等待快递员；而client端的obj_client.connect方法是告诉快递员，去那个地址找这个端口去取包裹。所以这个元组中的ip和port内容必须一致，是我和快递员约好的。我send的内容无所谓是什么，我send什么，客户端就recv什么，因为我要寄什么，快递员拿到的就是什么，他没有权利左右我寄什么东西。

2.参数解释

参数一：地址簇

　　socket.AF_INET IPv4（默认）
　　socket.AF_INET6 IPv6

　　socket.AF_UNIX 只能够用于单一的Unix系统进程间通信

参数二：类型

　　socket.SOCK_STREAM　　流式socket , for TCP （默认）
　　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_RDM 是一种可靠的UDP形式，即保证交付数据报但不保证顺序。SOCK_RAM用来提供对原始协议的低级访问，在需要执行某些特殊操作时使用，如发送ICMP报文。SOCK_RAM通常仅限于高级用户或管理员运行的程序使用。
　　socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的连续数据包服务

参数三：协议

　　0　　（默认）与特定的地址家族相关的协议,如果是 0 ，则系统就会根据地址格式和套接类别,自动选择一个合适的协议

UDP可以实现socket吗，答案是显而易见的，下面为一段例子。

Server代码：

import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9999)

sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM,0)
while True:
    inp = raw_input('数据：').strip()
    if inp == 'exit':
        break
    sk.sendto(inp,ip_port)

sk.close()

Clinet端代码：

import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9999)
sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM,0)
sk.bind(ip_port)

while True:
    data = sk.recv(1024)
    print data

执行结果如下：

sk.bind(address)

s.bind(address) 将套接字绑定到地址。address地址的格式取决于地址族。在AF_INET下，以元组（host,port）的形式表示地址。

sk.listen(backlog)

开始监听传入连接。backlog指定在拒绝连接之前，可以挂起的最大连接数量。
backlog等于5，表示内核已经接到了连接请求，但服务器还没有调用accept进行处理的连接个数最大为5
这个值不能无限大，因为要在内核中维护连接队列

sk.setblocking(bool)

是否阻塞（默认True），如果设置False，那么accept和recv时一旦无数据，则报错。

sk.accept()

接受连接并返回（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。
接收TCP 客户的连接（阻塞式）等待连接的到来

sk.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。

sk.connect_ex(address)

同上，只不过会有返回值，连接成功时返回 0 ，连接失败时候返回编码，例如：10061

sk.close()

关闭套接字

sk.recv(bufsize[,flag])

接受套接字的数据。数据以字符串形式返回，bufsize指定最多可以接收的数量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。

sk.recvfrom(bufsize[.flag])

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。

sk.send(string[,flag])

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。

sk.sendall(string[,flag])

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。

sk.sendto(string[,flag],address)

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。该函数主要用于UDP协议。

sk.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 client 连接最多等待5s ）

sk.getpeername()

返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。

sk.getsockname()

返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)

sk.fileno()

套接字的文件描述符