socket编程开发

1.socket是什么?

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。

所以,我们无需深入理解tcp/udp协议,socket已经为我们封装好了,我们只需要遵循socket的规定去编程,写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的。

注意:也有人将socket说成ip+port,ip是用来标识互联网中的一台主机的位置,而port是用来标识这台机器上的一个应用程序,ip地址

是配置到网卡上的,而port是应用程序开启的,ip与port的绑定就标识了互联网中独一无二的一个应用程序而程序的pid是同一台机器上不同进程或者线程的标识。

套接字发展史及分类

套接字起源于 20 世纪 70 年代加利福尼亚大学伯克利分校版本的 Unix,即人们所说的 BSD Unix。 因此,有时人们也把套接字称为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一开始,套接字被设计用在同 一台主机上多个应用程序之间的通讯。这也被称进程间通讯,或 IPC。套接字有两种(或者称为有两个种族),分别是基于文件型的和基于网络型的。

基于文件类型的套接字家族

套接字家族的名字:AF_UNIX

unix一切皆文件,基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据,两个套接字进程运行在同一机器,可以通过访问同一个文件系统间接完成通信

基于网络类型的套接字家族

套接字家族的名字:AF_INET

(还有AF_INET6被用于ipv6,还有一些其他的地址家族,不过,他们要么是只用于某个平台,要么就是已经被废弃,或者是很少被使用,或者是根本没有实现,所有地址家族中,AF_INET是使用最广泛的一个,python支持很多种地址家族,但是由于我们只关心网络编程,所以大部分时候我么只使用AF_INET)

套接字工作流程

一个生活中的场景。你要打电话给一个朋友,先拨号,朋友听到电话铃声后提起电话,这时你和你的朋友就建立起了连接,就可以讲话了。等交流结束,挂断电话结束此次交谈。 生活中的场景就解释了这工作原理。 先从服务器端说起。

服务器端先初始化Socket,

然后与端口绑定(bind),

对端口进行监听(listen),

调用accept阻塞,等待客户端连接。

在这时如果有个客户端初始化一个Socket,

然后连接服务器(connect),如果连接成功,这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求,然后把回应数据发送给客户端,客户端读取数据,最后关闭连接,一次交互结束

socket()模块函数用法

 1 import socket2 socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)3 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,默认值为 0。4 5 获取tcp/ip套接字6 tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)7 8 获取udp/ip套接字9 udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
10 
11 由于 socket 模块中有太多的属性。我们在这里破例使用了'from module import *'语句。使用 'from socket import *',我们就把 socket 模块里的所有属性都带到我们的命名空间里了,这样能 大幅减短我们的代码。
12 例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

服务端套接字函数

s.bind()    绑定(主机,端口号)到套接字

s.listen()  开始TCP监听

s.accept()  被动接受TCP客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来

客户端套接字函数

s.connect()     主动初始化TCP服务器连接

s.connect_ex()  connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常

公共用途的套接字函数

s.recv()            接收TCP数据

s.send()            发送TCP数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)

s.sendall()         发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用send直到发完)

s.recvfrom()        接收UDP数据

s.sendto()          发送UDP数据

s.getpeername()     连接到当前套接字的远端的地址

s.getsockname()     当前套接字的地址

s.getsockopt()      返回指定套接字的参数

s.setsockopt()      设置指定套接字的参数

s.close()           关闭套接字

面向锁的套接字方法

s.setblocking()     设置套接字的阻塞与非阻塞模式

s.settimeout()      设置阻塞套接字操作的超时时间

s.gettimeout()      得到阻塞套接字操作的超时时间

面向文件的套接字的函数

s.fileno()          套接字的文件描述符

s.makefile()        创建一个与该套接字相关的文件

 

1:用打电话的流程快速描述socket通信
2:服务端和客户端加上基于一次链接的循环通信
3:客户端发送空,卡主,证明是从哪个位置卡的
服务端:
from socket import *
phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
phone.bind(('127.0.0.1',8081))
phone.listen(5)conn,addr=phone.accept()
while True:data=conn.recv(1024)print('server===>')print(data)conn.send(data.upper())
conn.close()
phone.close()
客户端:
from socket import *phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
phone.connect(('127.0.0.1',8081))while True:msg=input('>>: ').strip()phone.send(msg.encode('utf-8'))print('client====>')data=phone.recv(1024)print(data)说明卡的原因:缓冲区为空recv就卡住,引出原理图4.演示客户端断开链接,服务端的情况,提供解决方法5.演示服务端不能重复接受链接,而服务器都是正常运行不断来接受客户链接的6:简单演示udp
服务端
from socket import *
phone=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
phone.bind(('127.0.0.1',8082))
while True:msg,addr=phone.recvfrom(1024)phone.sendto(msg.upper(),addr)
客户端
from socket import *
phone=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
while True:msg=input('>>: ')phone.sendto(msg.encode('utf-8'),('127.0.0.1',8082))msg,addr=phone.recvfrom(1024)print(msg)udp客户端可以并发演示
udp客户端可以输入为空演示,说出recvfrom与recv的区别,暂且不提tcp流和udp报的概念,留到粘包去说

基于TCP的套接字

 tcp是基于链接的,必须先启动服务端,然后再启动客户端去链接服务端

tcp服务端

1 ss = socket() #创建服务器套接字
2 ss.bind()      #把地址绑定到套接字
3 ss.listen()      #监听链接
4 inf_loop:      #服务器无限循环
5     cs = ss.accept() #接受客户端链接
6     comm_loop:         #通讯循环
7         cs.recv()/cs.send() #对话(接收与发送)
8     cs.close()    #关闭客户端套接字
9 ss.close()        #关闭服务器套接字(可选)

tcp客户端

1 cs = socket()    # 创建客户套接字
2 cs.connect()    # 尝试连接服务器
3 comm_loop:        # 通讯循环
4     cs.send()/cs.recv()    # 对话(发送/接收)
5 cs.close()            # 关闭客户套接字

服务端

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
import socket
ip_port=('127.0.0.1',8081)#电话卡
BUFSIZE=1024
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机
s.bind(ip_port) #手机插卡
s.listen(5)     #手机待机while True:                         #新增接收链接循环,可以不停的接电话conn,addr=s.accept()            #手机接电话# print(conn)# print(addr)print('接到来自%s的电话' %addr[0])while True:                         #新增通信循环,可以不断的通信,收发消息msg=conn.recv(BUFSIZE)             #听消息,听话# if len(msg) == 0:break        #如果不加,那么正在链接的客户端突然断开,recv便不再阻塞,死循环发生print(msg,type(msg))conn.send(msg.upper())          #发消息,说话
conn.close()                    #挂电话

s.close()                       #手机关机

客户端

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
import socket
ip_port=('127.0.0.1',8081)
BUFSIZE=1024
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)s.connect_ex(ip_port)           #拨电话while True:                             #新增通信循环,客户端可以不断发收消息msg=input('>>: ').strip()if len(msg) == 0:continues.send(msg.encode('utf-8'))         #发消息,说话(只能发送字节类型)
feedback=s.recv(BUFSIZE)                           #收消息,听话print(feedback.decode('utf-8'))s.close()                                       #挂电话

 基于UDP的套接字
 udp是无链接的,先启动哪一端都不会报错

udp服务端

1 ss = socket()   #创建一个服务器的套接字
2 ss.bind()       #绑定服务器套接字
3 inf_loop:       #服务器无限循环
4     cs = ss.recvfrom()/ss.sendto() # 对话(接收与发送)
5 ss.close()                         # 关闭服务器套接字

udp客户端

cs = socket()   # 创建客户套接字
comm_loop:      # 通讯循环cs.sendto()/cs.recvfrom()   # 对话(发送/接收)
cs.close()                      # 关闭客户套接字
 #_*_coding:utf-8_*_
import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)
BUFSIZE=1024
udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)udp_server_client.bind(ip_port)while True:msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)print(msg,addr)udp_server_client.sendto(msg.upper(),addr)
 #_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)
BUFSIZE=1024
udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)while True:msg=input('>>: ').strip()if not msg:continueudp_server_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)back_msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)print(back_msg.decode('utf-8'),addr)

时间服务器

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
from socket import *
from time import strftimeip_port=('127.0.0.1',9000)
bufsize=1024tcp_server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
tcp_server.bind(ip_port)while True:msg,addr=tcp_server.recvfrom(bufsize)print('===>',msg)if not msg:time_fmt='%Y-%m-%d %X'else:time_fmt=msg.decode('utf-8')back_msg=strftime(time_fmt)tcp_server.sendto(back_msg.encode('utf-8'),addr)tcp_server.close()

ntp客户端

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',9000)
bufsize=1024tcp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
while True:msg=input('请输入时间格式(例%Y %m %d)>>: ').strip()tcp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)data=tcp_client.recv(bufsize)print(data.decode('utf-8'))tcp_client.close()

 

转载于:https://www.cnblogs.com/lujiacheng-Python/p/9751832.html

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