• python基础学习19----socket网络编程


    网络通信三要素

    ip地址:InetAddress 网络中设备的标识,不易记忆,可用主机名(计算机的标识号)

    端口号:用于标识进程的逻辑地址,不同进程的标识(正在运行的软件的标识号)

    传输协议:通讯的规则 常见协议:TCP,UDP

    IP地址

    IP地址是指互联网协议地址(Internet Protocol Address,又译为网际协议地址),是IP Address的缩写。IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式,它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,以此来屏蔽物理地址的差异。

    端口号

    物理端口:网卡口

    逻辑端口:我们指的就是逻辑端口

        A:每个网络程序都会至少有一个逻辑端口

        B:用于标识进程的逻辑地址,不同进程的标识

        C:有效端口:0~65535,其中0~1024系统使用或保留端口。

    TCP

    建立连接,形成传输数据的通道;在连接中进行大数据量传输;通过三次握手完成连接,是可靠协议;必须建立连接,效率会稍低

    UDP

    将数据源和目的封装成数据报包中,不需要建立连接;每个数据报包的大小在限制在64k;因无连接,是不可靠协议;不需要建立连接,速度快


    socket

    1.方法

    socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)

    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

    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

    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。即:可能未将指定内容全部发送。
    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。
    内部通过递归调用send,将所有内容发送出去。
    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

    2.应用

    这张图很好的展示了利用socket进行客户端与服务器端的信息交流。

    接下来是一个很简单的服务端与客户端通信的例子

    服务器端

    import socket
    
    sk=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)
    address=("127.0.0.1",9000)
    sk.bind(address)
    sk.listen(5)
    
    conn,address=sk.accept()
    conn.sendall(bytes("hello world","utf8"))
    
    sk.close()
    

    客户端

    import socket
    sk=socket.socket()
    address=("127.0.0.1",9000)
    sk.connect(address)
    
    ret=str(sk.recv(1024),"utf8")
    print(ret)
    

      

    socketserver

    socketserver相当于将socket网络服务程序部分内容封装到其中,简化了编写任务,而且还能实现多线程通信

    服务端

    import socketserver
    
    class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):
        def handle(self):
            while 1:
    
                while 1:
                    try:
                        data = self.request.recv(1024)
                    except Exception:
                        break
                    data=str(data,"utf8")
                    print(data)
                    if data=="exit":
                        break
                    data2=input(">>>")
                    self.request.sendall(bytes(data2,"utf8"))
                self.request.close()
    
    
    if __name__=="__main__":
        server = socketserver.ThreadingTCPServer(("127.0.0.1",9001), MyServer)
        server.serve_forever()
    

    客户端

    import socket
    sk=socket.socket()
    address=("127.0.0.1",9001)
    sk.connect(address)
    
    while 1:
        data=input(">>>")
        sk.sendall(bytes(data,"utf8"))
        if data=="exit":
            break
        data2=sk.recv(1024)
        print(str(data2,"utf8"))
    
    sk.close()
    

    上面是一个简易的多线程聊天程序,服务端与使用socket有了些变化,

    socketserver的使用方法:

      1. 创建一个请求处理的类,并且这个类要继承 BaseRequestHandler
       class ,并且还要重写父类里handle()方法;
      2. 你必须实例化 TCPServer,并且传递server IP和你上面创建的请求处理类,给这个TCPServer;
      3. server.handle_requese()#只处理一个请求,server.server_forever()处理多个一个请求,永远执行
      4. 关闭连接server_close()
    上述代码中ThreadingTCPServer使用了多线程的方法,handle方法是自己写的具体处理方法,会在server.server_forever()中调用。
    简单的使用方法就像上边的代码一样的格式,只是handle中的不同,若要是使用udp传输或者要改变其他的内容,可以通过查看socketserver源代码,根据情况创建不同的Server实例,使用不同的方法。

      

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