python-網絡編程之socket

目錄

什麼是 Socket?

主機與端口號

socket模塊函數

Socket 對象(內建)方法

TCP

創建TCP服務器

創建TCP客戶端

Tcp客戶端與服務器進行交互

UDP

創建UDP服務器

創建UDP客戶端

UDP服務器與客戶端進行交互

---

什麼是 Socket?

Socket又稱"套接字"，應用程序通常通過"套接字"向網絡發出請求或者應答網絡請求，使主機間或者一臺計算機上的進程間可以通訊。Python只支持AF_UNIX，AF_NETLINK，和AF_NET家族。由於只關心網絡編程，所以大部分時候，我們都只用AF_INET。

主機與端口號

主機，一般是IP地址，不必多說。

合法的端口號範圍爲0~65535。其中，小於1024的端口號爲系統保留端口。

常用端口號列表網站

閒置udp、tcp端口號

文章的後序代碼將使用上圖的端口號。

socket模塊函數

socket(family, type, proto, fileno)

• family: 套接字家族可以使AF_UNIX或者AF_INET
• type: 套接字類型可以根據是面向連接的還是非連接分爲SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM
• protocol: 一般不填默認爲0.
• fileno: 一般不填默認爲None.

Socket 對象(內建)方法

函數	描述
服務器端套接字函數
s.bind()	綁定地址（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指定在拒絕連接之前，操作系統可以掛起的最大連接數量。該值至少爲1，大部分應用程序設爲5就可以了。
s.accept()	被動接受TCP客戶端連接,(阻塞式)等待連接的到來
客戶端套接字函數
s.connect()	主動初始化TCP服務器連接，。一般address的格式爲元組（hostname,port），如果連接出錯，返回socket.error錯誤。
s.connect_ex()	connect()函數的擴展版本,出錯時返回出錯碼,而不是拋出異常
公共用途的套接字函數
s.recv()	接收TCP數據，數據以字符串形式返回，bufsize指定要接收的最大數據量。flag提供有關消息的其他信息，通常可以忽略。
s.send()	發送TCP數據，將string中的數據發送到連接的套接字。返回值是要發送的字節數量，該數量可能小於string的字節大小。
s.sendall()	完整發送TCP數據，完整發送TCP數據。將string中的數據發送到連接的套接字，但在返回之前會嘗試發送所有數據。成功返回None，失敗則拋出異常。
s.recvfrom()	接收UDP數據，與recv()類似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收數據的字符串，address是發送數據的套接字地址。
s.sendto()	發送UDP數據，將數據發送到套接字，address是形式爲（ipaddr，port）的元組，指定遠程地址。返回值是發送的字節數。
s.close()	關閉套接字
s.getpeername()	返回連接套接字的遠程地址。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)	設置給定套接字選項的值。
s.getsockopt(level,optname[.buflen])	返回套接字選項的值。
面向模塊的套接字函數
s.setblocking(flag)	如果flag爲0，則將套接字設爲非阻塞模式，否則將套接字設爲阻塞模式（默認值）。非阻塞模式下，如果調用recv()沒有發現任何數據，或send()調用無法立即發送數據，那麼將引起socket.error異常。
s.settimeout(timeout)	設置套接字操作的超時期，timeout是一個浮點數，單位是秒。值爲None表示沒有超時期。一般，超時期應該在剛創建套接字時設置，因爲它們可能用於連接的操作（如connect()）
s.gettimeout()	返回當前超時期的值，單位是秒，如果沒有設置超時期，則返回None。
面向文件的套接字函數
s.fileno()	返回套接字的文件描述符。
s.makefile()	創建一個與該套接字相關連的文件

TCP

創建TCP服務器

import socket
import time

IP = '127.0.0.1'
PORT = 6633
DELAY = 2  # 延遲時間


# 將數據返回客戶端的Tcp服務器
def TcpServer():
    # 建立一個服務端
    server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 聲明socket類型，同時生成鏈接對象
    server.bind((IP, PORT))  # 綁定要監聽的端口
    server.listen(5)  # 開始監聽 表示可以使用五個鏈接排隊
    while True:  # conn就是客戶端鏈接過來而在服務端爲期生成的一個鏈接實例
        conn, addr = server.accept()  # 等待鏈接
        print("連接成功:", conn, addr)
        while True:
            try:
                data = conn.recv(1024)  # 接收數據
                print("接收到:", data)
                conn.sendall(data)  # 然後再發送數據
                print(data, "已發送")
                time.sleep(DELAY)
            except KeyboardInterrupt:
                conn.close()
                print("Tcp 服務器已關閉")
                exit(0)


if __name__ == "__main__":
    TcpServer()

創建TCP客戶端

import socket
import time

IP = '127.0.0.1'
PORT = 6633
DELAY = 2  # 延遲時間
DATA = "Hello Socket"


def TcpClient():
    # 建立一個客戶端
    client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 聲明socket類型，同時生成鏈接對象
    try:
        client.connect((IP, PORT))  # 建立一個鏈接
    except ConnectionRefusedError:
        print("服務器無法連接，請確保服務器端已打開。")
        exit(0)
    while True:
        try:
            client.sendall(DATA.encode("utf-8"))
            print(DATA, "已發送")
            data = client.recv(1024)  # 接收一個信息，並指定接收的大小 爲1024字節
            print("接收到:", data)
            time.sleep(DELAY)
        except ConnectionAbortedError:
            print("服務器無法連接，請確保服務器端已打開。")
            exit(0)
        except KeyboardInterrupt:
            client.close()
            print("Tcp 客戶端已關閉")
            exit(0)


if __name__ == "__main__":
    TcpClient()

Tcp客戶端與服務器進行交互

打開兩個terminal，先打開服務器，再打開客戶端

服務器

客戶端

UDP

創建UDP服務器

import socket
import time

IP = '127.0.0.1'
SERVER_PORT = 6632
CLIENT_PORT = 21567
DELAY = 2  # 延遲時間
SERVER_ADDR = (IP, SERVER_PORT)
CLIENT_ADDR = (IP, CLIENT_PORT)


# 將數據返回客戶端的Tcp服務器
def UdpServer():
    # 建立一個服務端
    server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)  # 聲明socket類型，同時生成鏈接對象
    server.bind(SERVER_ADDR)  # 綁定要監聽的端口
    while True:
        try:
            data = server.recvfrom(1024)  # 接收數據
            print("接收到:", data)
            server.sendto(data[0], CLIENT_ADDR)  # 然後再發送數據
            print(data, "已發送")
            time.sleep(DELAY)
        except KeyboardInterrupt:
            server.close()
            print("Udp 服務器已關閉...")
            exit(0)


if __name__ == "__main__":
    UdpServer()

創建UDP客戶端

使用UDP協議時，一個端口只能綁定一次

import socket
import time

IP = '127.0.0.1'
SERVER_PORT = 6632
CLIENT_PORT = 21567
DELAY = 2  # 延遲時間
DATA = "Hello Socket"
SERVER_ADDR = (IP, SERVER_PORT)
CLIENT_ADDR = (IP, CLIENT_PORT)


def UdpClient():
    # 建立一個客戶端
    client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)  # 聲明socket類型，同時生成鏈接對象
    client.bind(CLIENT_ADDR)  # 綁定要監聽的端口
    while True:
        try:
            client.sendto(DATA.encode("utf-8"), SERVER_ADDR)
            print(DATA, "已發送")
            data = client.recvfrom(1024)  # 接收一個信息，並指定接收的大小 爲1024字節
            print("接收到:", data)
            time.sleep(DELAY)
        except KeyboardInterrupt:
            client.close()  # 關閉這個鏈接
            print("Udp 客戶端已關閉")
            exit(0)


if __name__ == "__main__":
    UdpClient()

UDP服務器與客戶端進行交互

服務器

客戶端