Python 網路程式設計

Python 提供了兩個級別訪問的網路服務。:

  • 低階別的網路服務支援基本的 Socket,它提供了標準的 BSD Sockets API,可以訪問底層作業系統Socket介面的全部方法。
  • 高階別的網路服務模組 SocketServer, 它提供了伺服器中心類,可以簡化網路伺服器的開發。

什麼是 Socket?

Socket又稱"套接字",應用程式通常通過"套接字"向網路發出請求或者應答網路請求,使主機間或者一臺計算機上的程序間可以通訊。


socket()函式

Python 中,我們用 socket()函式來建立套接字,語法格式如下:

socket.socket([family[, type[, proto]]])

引數

  • family: 套接字家族可以使AF_UNIX或者AF_INET
  • type: 套接字型別可以根據是面向連線的還是非連線分為SOCK_STREAMSOCK_DGRAM
  • protocol: 一般不填預設為0.

Socket 物件(內建)方法

函式 描述
伺服器端套接字
s.bind() 繫結地址(host,port)到套接字, 在AF_INET下,以元組(host,port)的形式表示地址。
s.listen() 開始TCP監聽。backlog指定在拒絕連線之前,作業系統可以掛起的最大連線數量。該值至少為1,大部分應用程式設為5就可以了。
s.accept() 被動接受TCP客戶端連線,(阻塞式)等待連線的到來
客戶端套接字
s.connect() 主動初始化TCP伺服器連線,。一般address的格式為元組(hostname,port),如果連接出錯,返回socket.error錯誤。
s.connect_ex() connect()函式的擴充套件版本,出錯時返回出錯碼,而不是丟擲異常
公共用途的套接字函式
s.recv() 接收TCP資料,資料以字串形式返回,bufsize指定要接收的最大資料量。flag提供有關訊息的其他資訊,通常可以忽略。
s.send() 傳送TCP資料,將string中的資料傳送到連線的套接字。返回值是要傳送的位元組數量,該數量可能小於string的位元組大小。
s.sendall() 完整傳送TCP資料,完整傳送TCP資料。將string中的資料傳送到連線的套接字,但在返回之前會嘗試傳送所有資料。成功返回None,失敗則丟擲異常。
s.recvfrom() 接收UDP資料,與recv()類似,但返回值是(data,address)。其中data是包含接收資料的字串,address是傳送資料的套接字地址。
s.sendto() 傳送UDP資料,將資料傳送到套接字,address是形式為(ipaddr,port)的元組,指定遠端地址。返回值是傳送的位元組數。
s.close() 關閉套接字
s.getpeername() 返回連線套接字的遠端地址。返回值通常是元組(ipaddr,port)。
s.getsockname() 返回套接字自己的地址。通常是一個元組(ipaddr,port)
s.setsockopt(level,optname,value) 設定給定套接字選項的值。
s.getsockopt(level,optname[.buflen]) 返回套接字選項的值。
s.settimeout(timeout) 設定套接字操作的超時期,timeout是一個浮點數,單位是秒。值為None表示沒有超時期。一般,超時期應該在剛建立套接字時設定,因為它們可能用於連線的操作(如connect())
s.gettimeout() 返回當前超時期的值,單位是秒,如果沒有設定超時期,則返回None。
s.fileno() 返回套接字的檔案描述符。
s.setblocking(flag) 如果flag為0,則將套接字設為非阻塞模式,否則將套接字設為阻塞模式(預設值)。非阻塞模式下,如果呼叫recv()沒有發現任何資料,或send()呼叫無法立即傳送資料,那麼將引起socket.error異常。
s.makefile() 建立一個與該套接字相關連的檔案

簡單例項

服務端

我們使用 socket 模組的 socket 函式來建立一個 socket 物件。socket 物件可以通過呼叫其他函式來設定一個 socket 服務。

現在我們可以通過呼叫 bind(hostname, port) 函式來指定服務的 port(埠)

接著,我們呼叫 socket 物件的 accept 方法。該方法等待客戶端的連線,並返回 connection 物件,表示已連線到客戶端。

完整程式碼如下:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
# 檔名:server.py

import socket               # 匯入 socket 模組

s = socket.socket()         # 建立 socket 物件
host = socket.gethostname() # 獲取本地主機名
port = 12345                # 設定埠
s.bind((host, port))        # 繫結埠

s.listen(5)                 # 等待客戶端連線
while True:
    c, addr = s.accept()     # 建立客戶端連線。
    print '連線地址:', addr
    c.send('歡迎訪問入門教學!')
    c.close()                # 關閉連線

客戶端

接下來我們寫一個簡單的客戶端例項連線到以上建立的服務。埠號為 12345。

socket.connect(hosname, port ) 方法開啟一個 TCP 連線到主機為 hostname 埠為 port 的服務商。連線後我們就可以從服務端獲取資料,記住,操作完成後需要關閉連線。

完整程式碼如下:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
# 檔名:client.py

import socket               # 匯入 socket 模組

s = socket.socket()         # 建立 socket 物件
host = socket.gethostname() # 獲取本地主機名
port = 12345                # 設定埠號

s.connect((host, port))
print s.recv(1024)
s.close()  

現在我們開啟兩個終端,第一個終端執行 server.py 檔案:

$ python server.py

第二個終端執行 client.py 檔案:

$ python client.py 
歡迎訪問入門教學!

這時我們再開啟第一個終端,就會看到有以下資訊輸出:

連線地址: ('192.168.0.118', 62461)

Python Internet 模組

以下列出了 Python 網路程式設計的一些重要模組:

協議功能用處埠號Python 模組
HTTP網頁訪問80httplib, urllib, xmlrpclib
NNTP閱讀和張貼新聞文章,俗稱為"帖子"119nntplib
FTP檔案傳輸20ftplib, urllib
SMTP傳送郵件25smtplib
POP3接收郵件110poplib
IMAP4獲取郵件143imaplib
Telnet命令列23telnetlib
Gopher資訊查詢70gopherlib, urllib

更多內容可以參閱官網的 Python Socket Library and Modules。