python学习笔记-（十二）scoket编程基础

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）

socket和file的区别：

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

1. scoket编程思想及常用参数须知：

• TCP服务端

　　1.创建套接字，绑定套接字到本地IP与端口

1. 创建socket对象
socket=socket.socket(familly,type)
1.1 family:地址簇
socket.AF_UNIX ----------unix本机进程间通信 
socket.AF_INET  ----------IPV4　
socket.AF_INET6----------IPV6
1.2 type
socket.SOCK_STREAM  #for tcp
socket.SOCK_DGRAM   #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。
2. 是将socket绑定（指派）到指定地址上
socket.bind(address)
address地址的格式取决于地址簇。在AF_INET下，以元组（host,port）的形式表示地址，主机名或者ip地址+端口号。
（如果端口号正在被使用或者保留，或者主机名或ip地址错误，则引发socke.error异常。）

　　2.开始监听连接

socket.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

　　3.进入循环，不断接受客户端的连接请求

　　4.然后接收传来的数据，并发送给对方数据

conn,addr = socket.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

scoket.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。

　　5.传输完毕后，关闭套接字

socket.close()

• TCP客户端

　　1.创建套接字，连接远端地址

1.创建一个socket以连接服务器
socket=socket.socket(family,type)#释义见服务器端
2.使用socket的connect方法连接服务器 
socket.connect((host,port))#释义见服务器端

　　2.连接后发送数据和接收数据

socket.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。即：可能未将指定内容全部发送。

socket.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。
内部通过递归调用send，将所有内容发送出去。

socket.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。

socket.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。

　　3.传输完毕后，关闭套接字

socket.close()

1. socket.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。

2. socket.connect_ex(address)
连接到address处的套接字。一般，address的格式为元组（hostname,port）,同connect();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

3. socket.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。

4. socket.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 ）

5. socket.getpeername() 
返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。

6. socket.getsockname() 
返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)

7. socket.fileno() 
套接字的文件描述符

 

2. 代码示例

• 简单的交互

服务器端：

import socket
#服务器端
server = socket.socket()
server.bind(('localhost',6969))#绑定要监听的端口
server.listen()#监听
print("等待连接。。。")
conn,addr = server.accept()#等待接收
print(conn,addr)
server.close()

客户端：

import socket
#客户端
client = socket.socket()#声明socket类型，同时生成socket连接对象
client.connect(('localhost',6969))
client.close()

先运行服务器端，然后再运行客户端，查看输出：

等待连接。。。
<socket.socket fd=324, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 6969), raddr=('127.0.0.1', 4476)> ('127.0.0.1', 4476)

• 交互一次

服务器端：

import socket
#服务器端
server = socket.socket()
server.bind(('localhost',6767))#绑定要监听的端口
server.listen()#监听
print("等待连接。。。")
conn,addr = server.accept()#等待接收
print(conn,addr)
print("有人来了。。。")
data = conn.recv(1024)
print("recv:", data.decode())
server.close()

客户端：

import socket
#客户端
client = socket.socket()#声明socket类型，同时生成socket连接对象
client.connect(('localhost',6767))
info_input = input(">>>请输入").strip()
client.send(info_input.encode("utf-8"))#python3中只能传字节
data = client.recv(1024)
print("recv:",data.decode())
client.close()

• 多次交互

服务器端：

import socket
server = socket.socket()
server.bind(('localhost',6868))#绑定要监听的端口
server.listen()#监听
while True:
    print("我要开始等电话了")
    conn,addr = server.accept()#等待接收
    print(conn,addr)
    #conn就是客户端连过来而在服务器端为其生成的一个连接实例
    print("电话来了")
    while True:
        data = conn.recv(1024)
        print("recv:",data.dacode())
        if not data:
            print("client has lost...")
            break
        conn.send(data.upper())
server.close()

客户端：

import socket
#客户端
client = socket.socket()#声明socket类型，同时生成socket连接对象
client.connect(('localhost',6868))
while True:
    info_input = input(">>>请输入").strip()
    if len(info_input) == 0 :
        continue
    client.send(info_input.encode("utf-8"))#python3中只能传字节
    data = client.recv(1024)
    print("recv:",data.decode())
client.close()

• 优化

细心的同学可能发现了，虽然上面的代码能够满足要求；但是只要客户端断开了，服务端也跟着断开；能不能跟打电话一样，这个人正在通话，别人都是占线排队；等这个人通话结束了，别人就能正常通话了呢？现在咱们来试下：

conn,addr = server.accept() #接受并建立与客户端的连接,程序在此处开始阻塞,只到有客户端连接进来...
#对于上面那个程序，其实在while break之后，只要让程序再次回到上面这句代码这，就可以让服务端继续电话啦。 


import socket
server = socket.socket() #获得socket实例
server.bind(("localhost",9998)) #绑定ip port
server.listen()  #开始监听
while True:
    print("等待电话...")
    conn,addr = server.accept() #接受并建立与客户端的连接,程序在此处开始阻塞,只到有客户端连接进来...
    print("您有新的电话:",addr )
    while True:
        data = conn.recv(1024)
        if not data:
            print("客户端断开了...")
            break
        print("收到电话:",data)
        conn.send(data.upper())
server.close()

3. 通过socket实现简单的ssh

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