Python學習：20.Python網路編程（Socket）

標籤：port   包含   put   之間   tcp   class   gets   衝突   使用   

一、Socket介紹

　　我們知道兩個進程如果需要進行通訊，最基本的一個前提是能夠唯一標示一個進程。在本地進程通訊中可以使用PID來唯一標示一個進程，但PID只在本地唯一，網路中的兩個進程PID衝突幾率很大，這時候就需要另闢它徑了。TCP/IP協議族解決了這個問題。網路層IP層的“ip地址”可以唯一標示網路中的主機，而傳輸層TCP層的“協議+連接埠號碼”可以唯一標示主機的一個進程，這樣利用三元組“ip地址＋協議＋連接埠號碼”可以唯一標示網路中的一個進程，網路中的進程通訊就可以利用這個標誌與其他進程進行通訊。 
　　什麼是socket呢？socket經常翻譯為通訊端，是在應用程式層和傳輸層之間的一個抽象層，它把TCP/IP層複雜的操作抽象為幾個簡單的介面供應用程式層調用，以實現進程在網路中的通訊。 
　　socket起源於UNIX，在Unix一切皆檔案哲學的思想下，socket是一種“開啟—讀/寫—關閉”模式的實現，伺服器和用戶端各自維護一個“檔案”，在建立串連開啟後，可以向檔案寫入內容供對方讀取或者讀取對方內容，通訊結束時關閉檔案。

 

 二、Socket通訊流程

 以使用TCP協議通訊的socket為例

三、socket代碼實現

我們需要一個服務端，然後一個或多個用戶端進行串連

Python中支援三種串連方式，一種是TCP一種是UDP，還有一種是Python中特有支援的進程和進程之間的串連。

 服務端

運行起來（指定IP 和Port），等待別人來串連，這裡預設參數是使用TCP串連。

簡單的代碼實現，僅僅是串連

import socket#建立socket對象sk = socket.socket()sk.bind((‘127.0.0.1‘,9999,))sk.listen(5)#可監聽數為5while True:    #接收用戶端的請求    #串連，用戶端的地址資訊    conn,address = sk.accept() #在這裡會阻塞，直到有人來串連    print(conn,address)輸出結果：<socket.socket fd=276, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=(‘127.0.0.1‘, 9999), raddr=(‘127.0.0.1‘, 53185)> (‘127.0.0.1‘, 53185)

用戶端

串連服務端

import socketobj = socket.socket()#串連到伺服器obj.connect((‘127.0.0.1‘,9999,))obj.close()

四、socket參數功能解析

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

參數一：地址簇

　　socket.AF_INET IPv4（預設）
　　socket.AF_INET6 IPv6

　　socket.AF_UNIX 只能夠用於單一的Unix系統處理序間通訊

參數二：類型

　　socket.SOCK_STREAM　　流式socket , for TCP （預設）
　　socket.SOCK_DGRAM　　 資料報式socket , for UDP

　　socket.SOCK_RAW 原始通訊端，普通的通訊端無法處理ICMP、IGMP等網路報文，而SOCK_RAW可以；其次，SOCK_RAW也可以處理特殊的IPv4報文；此外，利用原始通訊端，可以通過IP_HDRINCL通訊端選項由使用者構造IP頭。
　　socket.SOCK_RDM 是一種可靠的UDP形式，即保證交付資料報但不保證順序。SOCK_RAM用來提供對原始協議的低級訪問，在需要執行某些特殊操作時使用，如發送ICMP報文。SOCK_RAM通常僅限於進階使用者或管理員啟動並執行程式使用。
　　socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的連續資料包服務

參數三：協議

　　0　　（預設）與特定的地址家族相關的協議,如果是 0 ，則系統就會根據地址格式和套接類別,自動選擇一個合適的協議

sk.bind(address)

　　s.bind(address) 將通訊端綁定到地址。address地址的格式取決於地址族。在AF_INET下，以元組（host,port）的形式表示地址。

sk.listen(backlog)

　　開始監聽傳入串連。backlog指定在拒絕串連之前，可以掛起的最大串連數量。

      backlog等於5，表示核心已經接到了串連請求，但伺服器還沒有調用accept進行處理的串連個數最大為5
      這個值不能無限大，因為要在核心中維護串連隊列

sk.setblocking(bool)

　　是否阻塞（預設True），如果設定False，那麼accept和recv時一旦無資料，則報錯。

sk.accept()

　　接受串連並返回（conn,address）,其中conn是新的通訊端對象，可以用來接收和發送資料。address是串連用戶端的地址。

　　接收TCP 客戶的串連（阻塞式）等待串連的到來

sk.connect(address)

　　串連到address處的通訊端。一般，address的格式為元組（hostname,port）,如果串連出錯，返回socket.error錯誤。

sk.connect_ex(address)

　　同上，只不過會有傳回值，串連成功時返回 0 ，串連失敗時候返回編碼，例如：10061

sk.close()

　　關閉通訊端

sk.recv(bufsize[,flag])

　　接受通訊端的資料。資料以字串形式返回，bufsize指定最多可以接收的數量。flag提供有關訊息的其他資訊，通常可以忽略。

sk.recvfrom(bufsize[.flag])

　　與recv()類似，但傳回值是（data,address）。其中data是包含接收資料的字串，address是發送資料的通訊端地址。

sk.send(string[,flag])

　　將string中的資料發送到串連的通訊端。傳回值是要發送的位元組數量，該數量可能小於string的位元組大小。即：可能未將指定內容全部發送。

sk.sendall(string[,flag])

　　將string中的資料發送到串連的通訊端，但在返回之前會嘗試發送所有資料。成功返回None，失敗則拋出異常。

       內部通過遞迴調用send，將所有內容發送出去。

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

　　將資料發送到通訊端，address是形式為（ipaddr，port）的元組，指定遠程地址。傳回值是發送的位元組數。該函數主要用於UDP協議。

sk.settimeout(timeout)

　　設定通訊端操作的逾時期，timeout是一個浮點數，單位是秒。值為None表示沒有逾時期。一般，逾時期應該在剛建立通訊端時設定，因為它們可能用於串連的操作（如 client 串連最多等待5s ）

sk.getpeername()

　　返回串連通訊端的遠程地址。傳回值通常是元組（ipaddr,port）。

sk.getsockname()

　　返回通訊端自己的地址。通常是一個元組(ipaddr,port)

sk.fileno()

　　通訊端的檔案描述符

五、實現服務端和用戶端資訊通訊

服務端

import socket#建立socket對象sk = socket.socket()sk.bind((‘127.0.0.1‘,9999,))sk.listen(5)#可監聽數為5while True:    #接收用戶端的請求    #串連，用戶端的地址資訊    conn,address = sk.accept() #在這裡會阻塞，直到有人來串連    #當有人來串連的時候，就給用戶端發送以下資訊    conn.sendall(bytes(‘歡迎光臨‘,encoding=‘utf-8‘))#以位元組格式發送    while True:        ret_bytes = conn.recv(1024)        ret_str = str(ret_bytes,encoding=‘utf-8‘)        if ret_str == ‘q‘:            break        else:            conn.sendall(bytes(ret_str+‘好的‘,encoding=‘utf-8‘))            print(address)

用戶端

import socketobj = socket.socket()#串連到伺服器obj.connect((‘127.0.0.1‘,9999,))strs = obj.recv(1024)#接收服務端的資訊，1024表示最對接收1024位元組，超過1024的不能一次接收完成#這裡的recv也是阻塞的，收到服務端的資訊之後，才會繼續執行下面的代碼print(str(strs,encoding=‘utf-8‘))while True:    inp = input(‘請輸入要發送的內容‘)    if inp == ‘q‘:        obj.sendall(bytes(inp,encoding=‘utf-8‘))        break    else:        obj.sendall(bytes(inp,encoding=‘utf-8‘))        ret = str(obj.recv(1024),encoding=‘utf-8‘)        print(ret)

 

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