Python 3 socket編程

一 客戶端/服務器架構

互聯網中處處是C/S架構

1、C/S結構，即Client/Server(客戶端/服務器)結構

2、在互聯網中處處可見c/s架構 比如說瀏覽器，在線視頻，各種社交軟件。

C/S架構與socket的關系：

我們學習socket就是為了c/s架構的開發

學習socket一定要先學習互聯網協議：

1、如何基於socket編程，來開發一款自己的C/S架構軟件

2.、C/S架構的軟件（軟件屬於應用層）是基於網絡進行通信的

3、網絡的核心即一堆協議，協議即標準，你想開發一款基於網絡通信的軟件，就必須遵循這些標準

先可以看一些網絡協議方面的知識

http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5937962.html

二、scoket與網絡協議

Socket是應用層與TCP/IP協議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口。在設計模式中，Socket其實就是一個門面模式，它把復雜的TCP/IP協議族隱藏在Socket接口後面，對用戶來說，一組簡單的接口就是全部，讓Socket去組織數據，以符合指定的協議。

所以，我們無需深入理解tcp/udp協議，socket已經為我們封裝好了，我們只需要遵循socket的規定去編程，寫出的程序自然就是遵循tcp/udp標準的。

三、套接字

套接字起源於 20 世紀 70 年代加利福尼亞大學伯克利分校版本的 Unix,即人們所說的 BSD Unix。 因此,有時人們也把套接字稱為“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一開始,套接字被設計用在同 一臺主機上多個應用程序之間的通訊。這也被稱進程間通訊,或 IPC。套接字有兩種（或者稱為有兩個種族）,分別是基於文件型的和基於網絡型的。

基於文件類型的套接字家族

套接字家族的名字：AF_UNIX

unix一切皆文件，基於文件的套接字調用的就是底層的文件系統來取數據，兩個套接字進程運行在同一機器，可以通過訪問同一個文件系統間接完成通信

基於網絡類型的套接字家族

套接字家族的名字：AF_INET

還有AF_INET6被用於ipv6，還有一些其他的地址家族，不過，他們要麽是只用於某個平臺，要麽就是已經被廢棄，或者是很少被使用，或者是根本沒有實現，所有地址家族中，AF_INET是使用最廣泛的一個，python支持很多種地址家族，但是由於我們只關心網絡編程，所以大部分時候我麽只使用AF_INET

四、套接字用法：

首先需要導入socket模塊 （使用任何函數都需要導入一個模塊）

socket()模塊

import socket

socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)

socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默認值為 0。



獲取tcp/ip套接字

tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

 

獲取udp/ip套接字

udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

 

由於 socket 模塊中有太多的屬性。我們在這裏破例使用了‘from module import *‘語句。使用 ‘from socket import *‘,我們就把 socket 模塊裏的所有屬性都帶到我們的命名空間裏了,這樣能 大幅減短我們的代碼。

例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

服務端套接字函數

s.bind()    綁定(主機,端口號)到套接字

s.listen()  開始TCP監聽

s.accept()  被動接受TCP客戶的連接,(阻塞式)等待連接的到來

客戶端套接字函數

s.connect()     主動初始化TCP服務器連接

s.connect_ex()  connect()函數的擴展版本,出錯時返回出錯碼,而不是拋出異常

公共用途的套接字函數

s.recv()            接收TCP數據

s.send()            發送TCP數據(send在待發送數據量大於己端緩存區剩余空間時,數據丟失,不會發完)

s.sendall()         發送完整的TCP數據(本質就是循環調用send,sendall在待發送數據量大於己端緩存區剩余空間時,數據不丟失,循環調用send直到發完)

s.recvfrom()        接收UDP數據

s.sendto()          發送UDP數據

s.getpeername()     連接到當前套接字的遠端的地址

s.getsockname()     當前套接字的地址

s.getsockopt()      返回指定套接字的參數

s.setsockopt()      設置指定套接字的參數

s.close()           關閉套接字

面向鎖的套接字方法

s.setblocking()     設置套接字的阻塞與非阻塞模式

s.settimeout()      設置阻塞套接字操作的超時時間

s.gettimeout()      得到阻塞套接字操作的超時時間

面向文件的套接字的函數

s.fileno()          套接字的文件描述符

s.makefile()        創建一個與該套接字相關的文件

基於TCP的套接字

tcp是基於鏈接的，必須先啟動服務端，然後再啟動客戶端去鏈接服務端

ss = socket()      #創建服務器套接字

ss.bind()          #把地址綁定到套接字

ss.listen()        #監聽鏈接

inf_loop:          #服務器無限循環

cs = ss.accept()   #接受客戶端鏈接

comm_loop:         #通訊循環

cs.recv()/cs.send() #對話(接收與發送)

cs.close()          #關閉客戶端套接字

ss.close()          #關閉服務器套接字(可選)

tcp客戶端

cs = socket()    # 創建客戶套接字

cs.connect()    # 嘗試連接服務器

comm_loop:        # 通訊循環

cs.send()/cs.recv()    # 對話(發送/接收)

cs.close()            # 關閉客戶套接字

socket通信流程與打電話流程類似，我們就以打電話為例來實現一個low版的套接字通信

import socket

ip_port=(‘127.0.0.1‘,8080)  #電話卡

BUFSIZE=1024                #收發消息的尺寸

s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #買手機

s.bind(ip_port) #手機插卡

s.listen(5)     #手機待機

 

 

 

conn,addr=s.accept()            #手機接電話

# print(conn)

# print(addr)

print(‘接到來自%s的電話‘ %addr[0])

 

msg=conn.recv(BUFSIZE)             #聽消息,聽話

print(msg,type(msg))

 

conn.send(msg.upper())          #發消息,說話

 

conn.close()                    #掛電話

 

s.close()                       #手機關機

import socket

phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #買手機

phone.connect((‘127.0.0.1‘,8080)) #綁定手機卡

 

#發，收消息

phone.send(‘hello‘.encode(‘utf-8‘))

data=phone.recv(1024)

print(‘server back res:<%s>‘ %data)

 

phone.close()

加上鏈接循環與通信循環

import socket

phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) #就是它，在bind前加

phone.bind((‘127.0.0.1‘,8080))

phone.listen(5)

print(‘server start===‘)

while True: #鏈接循環

    conn,client_addr=phone.accept()

    print(conn,client_addr)

 

    while True: #通訊循環

        try:

            client_data=conn.recv(1024)

            if not client_data:break #針對linux系統

            # print(‘has rev‘)

            conn.send(client_data.upper())

        except Exception: #針對windwos

            break

    conn.close()

 

phone.close()

客戶端（可以有幾個客戶端一起鏈接後面的被掛起前一個斷開後立馬鏈接）

import socket

phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

phone.connect((‘127.0.0.1‘,8080))

#發，收消息

while True:

    msg=input(‘>>: ‘).strip()

    if not msg:continue

    phone.send(msg.encode(‘utf-8‘))

    server_data=phone.recv(1024)

    print(server_data.decode(‘utf-8‘))

 

phone.close()

Python 3 socket編程