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python socket编程2014-11-03 13:50

Socket

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。

[用户进程]  [用户进程]  [用户进程]      :应用层
-----------------------------------
     \          |           /
       [  socket 抽象层  ]              :套接字接口
-----------------------------------
 |     |        |         |
 |  [ TCP ]     |       [UDP]           :传输层
-|--------------|------------------
 |          \   |    /
[ICMP]   —   [  IP  ]    —   [IGMP]     :网络层

socket是对TCP/IP协议的封装,是一个调用接口,通过socket,我们才能使用TCP/IP协议。它包含进行网络通信必须的五种信息:连接使用的协议,本地主机的IP地址,本地进程的协议端口,远地主机的IP地址,远地进程的协议端口。

应用层通过传输层进行数据通信时,TCP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个 TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接,许多计算机操作系统为应用程序与TCP/IP协议交互提供了套接字(Socket)接口。应用层可以和传输层通过Socket接口,区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信,实现数据传输的并发服务。

TCP(传输控制协议):

面向连接 可靠的 慢

TCP为其发送的每个数据包提供一个序号,在数据包接收无序、丢失或在交付期间被破坏时,通过序号来恢复数据。每一份要发送的信息都会拆分成多份,每份都会不多不少的到达目的地后重新按顺序拼装起来,传给正在等待的应用程序。

UDP(用户数据报协议):

面向非连接 不可靠 快

UDP目标是尽快地传输尽可能多的信息,无需建立连接就可以进行通讯,数据到达的顺序,可靠性及数据不重复性无法保证,数据会保留在数据边界,数据不会像TCP协议那样被拆封为小块

重要的状态信息随可靠的TCP连接发送,而主数据流通过UDP发送。

python socket编程

Python提供了两个基本的socket模块

第一个是 Socket,它提供了标准的 BSD Sockets API。 第二个是 SocketServer, 它提供了服务器中心类,可以简化网络服务器的开发。

创建TCP Socket:

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

创建UDP Socket:

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

套接字对象(内建)方法函数描述

服务端函数:

s.bind(address)
绑定地址(主机,端口号对)到套接字

s.listen(backlog)
开始TCP监听,backlog指定在拒绝连接之前,操作系统可以挂起的最大连接数量。该值至少为1,大部分应用程序设为5。

s.accept()
接受TCP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。

客户端函数:

s.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。

s.connect_ex(address)
connect(address)函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛异常公共用途的套接字函数,成功返回0

公共函数:

s.recv(bufsize[, flag])
接收TCP数据,数据以字符串形式返回,bufsize指定要接收的最大数据量。flag提供有关消息的其他信息,通常可以忽略。

s.send(string[, flag])
发送TCP数据,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。

s.sendall(string[, flag])
完整发送TCP数据,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。

s.recvfrom(string[, flag])
接收UDP数据,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。

s.sendto(string[, flag], address)      发送UDP数据,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。

s.getpeername()
返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组(ipaddr,port)

s.getsockname()
返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)

s.getsockopt(level, optname[, buflen])
返回指定套接字选项的值

s.setsockopt(level, optname, value)
设置指定套接字选项的值

s.close()
关闭套接字

s.setblocking(flag)
如果flag为0,则将套接字设为非阻塞模式,否则将套接字设为阻塞模式(默认值)。非阻塞模式下,如果调用recv()没有发现任何数据,或send()调用无法立即发送数据,那么将引起socket.error异常。

s.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connect())

s.gettimeout()
返回当前超时期的值,单位是秒,如果没有设置超时期,则返回None。

s.fileno()
返回套接字的文件描述符

s.makefile()
创建一个与该套接字关联的文件

套接字格式

socket(family, type[, protocal]):使用给定的地址族、套接字类型、协议编号(默认为0)来创建套接字。

socket类型:

socket.AF_UNIX
只能够用于单一的Unix系统进程间通信

socket.AF_INET
服务器之间网络通信

socket.AF_INET6
IPv6

socket.SOCK_STREAM
流式socket , for TCP

socket.SOCK_DGRAM
数据报式socket , for UDP

socket.SOCK_RAW
原始套接字,普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文,而SOCK_RAW可以;SOCK_RAW也可以处理特殊的IPv4报文;此外,利用原始套接字,可以通过IP_HDRINCL套接字选项由用户构造IP头。

socket.SOCK_SEQPACKET
可靠的连续数据包服务

socket编程思路

TCP服务端:

1 创建套接字,绑定套接字到本地IP与端口
2 开始监听连接
3 进入循环,不断接受客户端的连接请求
4 然后接收传来的数据,并发送给对方数据
5 传输完毕后,关闭套接字

TCP客户端:

1 创建套接字,连接远端地址
2 连接后发送数据和接收数据
3 传输完毕后,关闭套接字

demo server.py

#!/usr/bin/env python
import socket
import threading

HOST = 'localhost'
PORT = 6221
ADDRESS = (HOST, PORT)

S = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
S.bind(ADDRESS)
S.listen(5)

while 1:
    conn, addr = S.accept()
    print 'connected by:', addr[0]
    def job(conn):
        while 1:
            msg = conn.recv(2048)
            print '%s says: %s' % (addr[0], msg)
            reply = raw_input('input:')
            conn.sendall(reply)
    t = threading.Thread(target=job, args=[conn])
    t.daemon = True
    t.start()

S.close()

demo client.py

#!/usr/bin/env python
import socket

HOST = 'localhost'
PORT = 6221
ADDRESS = (HOST, PORT)

S = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
S.connect(ADDRESS)

while 1:
    reply = raw_input('input:')
    if reply == 'bye':
        break
    S.sendall(reply)
    msg = S.recv(2048)
    print '%s says: %s' % (HOST, msg)
    if msg == 'bye':
        break

S.close()

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发表评论

#1 网友219.*.*.20[保定]2466 :
文章看着是虚的,感觉好不爽..
2014-11-16 16:56 回复
#2 网友220.*.*.100[合肥]1123 回复 #1 网友219.*.*.20[保定] :
哈哈 谢谢关注 个人笔记啦
2014-11-16 17:52 回复
#3 网友111.*.*.171[天津]29086 :
把官方文档的例子放这有什么用
2016-04-05 18:30 回复