python網路編程學習筆記(三)：socket網路伺服器_python

1、TCP串連的建立方法

用戶端在建立一個TCP串連時一般需要兩步，而伺服器的這個過程需要四步，具體見下面的比較。

步驟	TCP用戶端	TCP伺服器
第一步	建立socket對象	建立socket對象
第二步	調用connect()建立一個和伺服器的串連	設定socket選項（可選）
第三步	無	綁定到一個連接埠（也可以是一個指定的網卡）
第四步	無	偵聽串連

下面具體來講這四步的建立方法：

第一步，建立socket對象：這裡與用戶端一樣，依然是：

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

第二步，設定和得到socket選項

python定義了setsockopt()和getsockopt()，一個是設定選項，一個是得到設定。這裡主要使用setsockopt()，具體結構如下：

setsockopt(level,optname,value)

level定義了哪個選項將被使用。通常情況下是SOL_SOCKET，意思是正在使用的socket選項。它還可以通過設定一個特殊協議號碼來設定協議選項，然而對於一個給定的作業系統，大多數協議選項都是明確的，所以為了簡便，它們很少用於為行動裝置設計的應用程式。

optname參數提供使用的特殊選項。關於可用選項的設定，會因為作業系統的不同而有少許不同。如果level選定了SOL_SOCKET，那麼一些常用的選項見下表：

選項	意義	期望值
SO_BINDTODEVICE	可以使socket只在某個特殊的網路介面（網卡）有效。也許不能是移動可攜式裝置	一個字串給出裝置的名稱或者一個Null 字元串返回預設值
SO_BROADCAST	允許廣播位址發送和接收資訊包。只對UDP有效。如何發送和接收廣播資訊包	布爾型整數
SO_DONTROUTE	禁止通過路由器和網關往外發送資訊包。這主要是為了安全而用在乙太網路上UDP通訊的一種方法。不管目的地址使用什麼IP地址，都可以防止資料離開本網	布爾型整數
SO_KEEPALIVE	可以使TCP通訊的資訊包保持連續性。這些資訊包可以在沒有資訊傳輸的時候，使通訊的雙方確定串連是保持的	布爾型整數
SO_OOBINLINE	可以把收到的不正常資料看成是正常的資料，也就是說會通過一個標準的對recv()的調用來接收這些資料	布爾型整數
SO_REUSEADDR	當socket關閉後，本地端用於該socket的連接埠號碼立刻就可以被重用。通常來說，只有經過系統定義一段時間後，才能被重用。	布爾型整數

本節在學習時，用到了SO_REUSEADDR選項，具體寫法是：

S.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) 這裡value設定為1，表示將SO_REUSEADDR標記為TRUE，作業系統會在伺服器socket被關閉或伺服器處理序終止後馬上釋放該伺服器的連接埠，否則作業系統會保留幾分鐘該連接埠。

下面的方法可以協助給出該系統下python所支援的socket選項列表：

複製代碼 代碼如下:

import socket
solist=[x for x in dir(socket) if x.startswith('SO_')]
solist.sort()
for x in solist:
    Print x

第三步：綁定socket

綁定即為伺服器要求一個連接埠號碼。

S.bind((host,port))，其中host為伺服器ip，通常為空白，也可以綁定到一個特定的ip地址。Port為連接埠號碼。

第四步：偵聽串連。

利用listen()函數進行偵聽串連。該函數只有一個參數，其指明了在伺服器實際處理串連的時候，允許有多少個未決（等待）的串連在隊列中等待。作為一個約定，很多人設定為5。如：s.listen(5)

2、簡單的TCP伺服器執行個體
 
        這個建立一個簡單的TCP伺服器和用戶端。

伺服器端：TCP響應伺服器，當與用戶端建立串連後，伺服器顯示用戶端ip和連接埠，同時將接收的用戶端資訊和'I get it!'傳給用戶端，此時等待輸入一個新的資訊傳給用戶端。

用戶端：TCP用戶端,首先輸入伺服器ip地址，然後輸入資訊，斷行符號後會得到伺服器返回資訊，然後等待伺服器向其發送資訊後退出。

具體代碼如下：
伺服器端：tcpserver.py

複製代碼 代碼如下:

# -*- coding: cp936 -*-
##tcp響應伺服器，當與用戶端建立串連後，伺服器顯示用戶端ip和連接埠，同時將接收的用戶端資訊和'I get it!'傳給用戶端，此時等待輸入一個新的資訊傳給用戶端。
##@小五義
import socket,traceback
host=''
port=12345
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
s.bind((host,port))
s.listen(1)

while 1:
    try:
        clientsock,clientaddr=s.accept()
    except KeyboardInterrupt:
        raise
    except:
        traceback.print_exc()
        continue
    try:
        print "串連來自：",clientsock.getpeername()
        while 1:
            data=clientsock.recv(4096)
            if not len(data):
                break
            print clientsock.getpeername()[0]+':'+str(data)
            clientsock.sendall(data)
            clientsock.sendall("\nI get it!\n")
            t=raw_input('input the word:')
            clientsock.sendall(t)
    except (KeyboardInterrupt,SystemExit):
        raise
    except:
        traceback.print_exc()

    try:
        clientsock.close()
    except KeyboardInterrupt:
        raise
    except:
        traceback.print_exc()

用戶端：tcpclient.py

複製代碼 代碼如下:

# -*- coding: cp936 -*-
##tcp用戶端,首先輸入伺服器ip地址，然後輸入資訊，斷行符號後會得到伺服器返回資訊，然後等待伺服器向其發送資訊後退出。
##@小五義
import socket,sys
port=12345
host=raw_input('輸入伺服器ip:')
data=raw_input('輸入要發送的資訊：')
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
try:
    s.connect((host,port))
except:
    print '串連錯誤！'
s.send(data)
s.shutdown(1)
print '發送完成。'
while 1:
    buf=s.recv(4096)
    if not len(buf):
        break
    sys.stdout.write(buf)

執行結果：

用戶端輸入hello，伺服器端輸入ok，具體顯示結果是：

伺服器端：

串連來自：('127.0.0.1',1945)
127.0.0.1:hello
Input the world:ok
用戶端：
輸入伺服器ip:127.0.0.1
輸入要發送的資訊：hello
發送完成。
hello
I get it!
ok

3、UDP伺服器

UDP伺服器建立與TCP相類似，具體比較如下：

步驟	UDP	TCP
第一步	建立socket對象	建立socket對象
第二步	設定socket選項	設定socket選項
第三步	綁定到一個連接埠	綁定到一個連接埠
第四步	Recvfrom()	偵聽串連listen

這裡利用UDP建立一個時間伺服器。

代碼如下：

伺服器端;serverudp.py

複製代碼 代碼如下:

# -*- coding: cp936 -*-
##UDP伺服器端,用戶端串連後，向其發送目前時間
##@小五義
import socket,traceback,time,struct
host=''
port=12345
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
s.bind((host,port))

while 1:
    try:
        message,address=s.recvfrom(8192)
        secs=int(time.time())
        reply=struct.pack("!I",secs)
        s.sendto(reply,address)
    except (KeyboardInterrupt,SystemExit):
        raise
    except:
        traceback.print_exc()

用戶端:clientudp.py

複製代碼 代碼如下:

# -*- coding: cp936 -*-
##udp用戶端,向伺服器發送一個Null 字元後，得到伺服器返回時間
##@小五義
import socket,sys,struct,time
host=raw_input('輸入伺服器位址：')
port=12345
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
s.sendto('',(host,port))
print "等待回複……"
buf=s.recvfrom(2048)[0]
if len(buf)!=4:
    print "回複錯誤%d:%s"%(len(buf),buf)
    sys.exit(1)
secs=struct.unpack("!I",buf)[0]
print time.ctime(int(secs))

運行結果：

首先運行伺服器端，然後運行用戶端。
C:\>python clientudp.py  ##clientudp.py程式存放在在c盤下
輸入伺服器位址：127.0.0.1
等待回複……
Mon Aug 06 17:09:17 2012