Pythonでのソケットネットワークプログラミング

インターネットとは何ですか?

ネットワークはノードと接続で構成され、多くのオブジェクトとその相互接続を表します。数学では、ネットワークはグラフの一種であり、一般に、特に重み付きグラフを指すものと考えられています。数学的定義に加えて、ネットワークには特定の物理的意味もあります。つまり、ネットワークは、ある種の実際的な問題から抽象化されたモデルです。コンピュータの分野において、ネットワークは情報の送受信、共有のための仮想的なプラットフォームであり、さまざまな点、面、物体からの情報を結び付け、これらのリソースの共有を実現します。インターネットは人類発展の歴史の中で最も重要な発明であり、科学技術と人間社会の発展を改善します。

ネットワーク通信の 3 つの要素

IP アドレス
は独立したホストを表すために使用されます
特別な IP アドレス 127.0.0.1 または localhost (ローカル ループバック アドレス、予約済みアドレスなどを表す) を使用できますローカルテスト

ポート番号
は、これらのアプリケーションを識別するために、相手が指定したアプリケーションにデータを送信するために、これらのネットワークアプリケーションを番号で識別します。これらの番号を呼びやすいように、これらの番号はポートと呼ばれます

送信プロトコル
TCP プロトコル: 送信制御プロトコル
接続指向: 送信前に接続を確立する必要があります
大量のデータは接続プロセス中に転送されます
3ウェイハンドシェイクで接続されているため、安全で信頼性の高い接続です
伝送速度が遅く、効率が低いです
UDPプロトコル: ユーザー伝送プロトコル
コネクションレスの場合: 伝送プロセスは送信するために接続を確立する必要はありません
各データ送信のサイズは 64K 以内に制限されています
送信プロセスは信頼性がありません
高速転送速度と高効率

SOCKET ネットワークプログラミング

WEB アプレットを実装するだけです

import socket
def handle_request(client):
 buf = client.recv(1024)
 client.send(bytes("HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n",'utf8'))
 client.send(bytes("Hello, World",'utf8'))

def main():
 sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
 sock.bind(('localhost', 8080))
 sock.listen(5)

 while True:
  connection, address = sock.accept()
  handle_request(connection)
  connection.close()


if __name__ == '__main__':
 main()

Python は 2 つのレベルのアクセス ネットワーク サービスを提供します。

低レベルのネットワーク サービスは、標準の BSD ソケット API を提供する基本的なソケットをサポートし、基礎となるオペレーティング システムのソケット インターフェイスのすべてのメソッドにアクセスできます。
高レベルのネットワーク サービス モジュール SocketServer。ネットワーク サーバーの開発を簡素化するサーバー センター クラスを提供します。

ソケットとは何ですか?

ソケットは通常、「ソケット」を通じてネットワークにリクエストを送信したり、ネットワークリクエストに応答したりして、コンピュータ上のホストやプロセスが相互に通信できるようにします。 。 コミュニケーション。

Socket() 関数:

socket.socket([family[, type[, proto]]])

パラメータ

family: ソケットファミリーは AF_UNIX または AF_INET です
type: ソケットタイプは次のとおりです接続指向プロトコルか非接続プロトコルかに応じて、SOCK_STREAM または SOCK_DGRAM に分けられます。通常、未入力の場合、デフォルトは 0 です。

通信プロセス

#######server端##########

import socket

sk = socket.socket()
address = ('127.0.0.1', 8000)
sk.bind(address)
sk.listen(3)

while True:
 conn, addr = sk.accept()
 while True:
  try:
   data = conn.recv(1024)
   print(str(data, 'utf8'))
   if not data:
    break
   inp = input(">>>")
   conn.send(bytes(inp, 'utf8'))
  except Exception:
   break

conn.close()

##########Client端###########
import socket

sk = socket.socket()
address = ('127.0.0.1', 8000)
sk.connect(address)
while True:
 inp = input(">>>")
 if inp == "exit":
  break
 sk.send(bytes(inp, 'utf8'))
 data = sk.recv(1024)
 print(str(data, 'utf8'))
sk.close()

ソケット組み込みメソッド

s.bind()    绑定地址（host,port）到套接字， 在AF_INET下,以元组（host,port）的形式表示地址。
s.listen()  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就可以了。
s.accept()  被动接受TCP客户端连接,(阻塞式)等待连接的到来

客户端套接字
s.connect() 主动初始化TCP服务器连接，。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()  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，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()    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() 完整发送TCP数据，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.recvform()    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()  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.close()   关闭套接字
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.setsockopt(level,optname,value)   设置给定套接字选项的值。
s.getsockopt(level,optname[.buflen])    返回套接字选项的值。
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.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.makefile()    创建一个与该套接字相关连的文件

实例

#########Server端##########

import socket
import subprocess

sk = socket.socket()
address = ('127.0.0.1', 8000)
sk.bind(address)
sk.listen(3)


while True:
 conn, addr = sk.accept()
 while True:
  try:
   data = conn.recv(1024)
  except Exception:
   break
  if not data:
   break

  # print(str(data, 'utf8'))
  # data = str(data, 'utf8')#解码同decode
  obj = subprocess.Popen(data.decode('utf8'), shell=True, stdout=subprocess.PIPE)
  ssh_result = obj.stdout.read()
  result_len = bytes(str(len(ssh_result)),'utf8')
  conn.send(result_len)

  conn.send(ssh_result)

conn.close()


#########Client#########


import socket

sk = socket.socket()
address = ('127.0.0.1', 8000)
sk.connect(address)

while True:
 inp = input(">>>")
 if inp == "exit":
  break
 sk.send(bytes(inp, 'utf8'))
 result_len = int(str(sk.recv(1024), 'utf8'))
 print(result_len)
 data = bytes()
 while len(data) != result_len:
  recv = sk.recv(1024)
  data += recv
 print(str(data, 'gbk'))
sk.close()

文件上传

Server

import socket
import os

sk = socket.socket()
address = ('127.0.0.1', 8000)
sk.bind(address)
sk.listen(3)

BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))

while True:
 conn, addr = sk.accept()
 while True:
  data = conn.recv(1024)
  cmd, file_name, file_size = str(data, 'utf8').split('|')
  path = os.path.join(BASE_DIR, 'model', file_name)
  file_size = int(file_size)

  f = open(path, 'ab')
  has_recv = 0
  while has_recv != file_size:
   data = conn.recv(1024)
   f.write(data)
   has_recv += len(data)
  f.close()

Client

import socket
import os

sk = socket.socket()
address = ('127.0.0.1', 8000)
sk.connect(address)

BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))

while True:
 inp = input(">>>>").strip()
 path = os.path.join(BASE_DIR, inp)

 file_name = os.path.basename(path)
 file_size = os.stat(path).st_size
 file_info = 'post|%s|%s' % (file_name, file_size)
 sk.sendall(bytes(file_info, 'utf8'))

 f = open(path, 'rb')
 has_sent = 0
 while has_sent != file_size:
  data = f.read(1024)
  sk.sendall(data)
  has_sent += len(data)

 f.close()
 print("上传成功")

socketserver

socketserver模块简化了网络编程服务程序的任务，同时SocketServer模块也是Python标准库中很多服务器框架的基础。

学习它的最好办法是自己浏览一遍它的源码。

首先先看一下如何去运用

import socketserver

class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):
 def handle(self):
  print("服务端启动")
  while True:
   conn = self.request

   while True:
    data = conn.recv(1024)
    print(str(data, 'utf8'))
    inp = input(">>>>>")

    conn.sendall(bytes(inp, 'utf8'))
   conn.close()

if __name__ == '__main__':
 server = socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1', 8080), MyServer)
 server.serve_forever()

server

import socket

sk = socket.socket()

address = ('127.0.0.1', 8080)

sk.connect(address)
print("客户端启动")

while True:
 inp = input(">>>>>")
 sk.sendall(bytes(inp, 'utf8'))
 if inp == "q":
  break
 data = sk.recv(1024)
 print(str(data, 'utf8'))
sk.close()

此代码简单的实现了server端能同时和多个client聊天的功能。

我们在看源码前，首先要明确的是它分了几个类及每个类的功能作用等。

There are five classes in an inheritance diagram, four of which represent
synchronous servers of four types:

 下面的就不一一详细说了，想要了解的更透彻，还是看一遍源码吧。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支PHP中文网。

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