python進階之socket詳解

Socket的英文原義是「孔」或「插座」。作為BSD UNIX的進程通訊機制，通常也稱為"套接字"，用於描述IP位址和端口，是一個通訊鏈的句柄，可以用來實現不同虛擬機或不同電腦之間的通訊。

網路上的兩個程式透過一個雙向的通訊連線實現資料的交換，這個連接的一端稱為一個socket。

建立網路通訊連線至少要一對連接埠號碼(socket)。 socket本質是程式設計介面(API)，對TCP/IP的封裝，TCP/IP也要提供可供程式設計師做網路開發所用的接口，這就是Socket程式介面；HTTP是轎車，提供了封裝或顯示資料的具體形式;Socket是發動機，提供了網路通訊的能力。

下面來說一下python的socket。

1.socket模組

要使用socket.socket()函數來建立套接字。其語法如下：

socket.socket(socket_family,socket_type,protocol=0)

socket_family可以是以下參數：

.　socket.AF_INET6 IPv6

　　socket.AF_UNIX 只能夠用於單一的Unix系統進程間通訊

socket_type可以是如下參數:

『
　　socket.SOCK_DGRAM　　 數據報式socket , for UDP

　　socket.SOCK_RAW 原始套接字，普通的套接字無法處理ICMP、IGMP等網路封包文，而SOCK_RAW可以；其次，SOCK_RAW也可以處理特殊的IPv4；此外，利用原始套接字，可以透過IP_HDRINCL套接字選項由使用者建構IP頭。

　　socket.SOCK_RDM 是一種可靠的UDP形式，即保證交付資料報但不保證順序。 SOCK_RAM用來提供對原始協定的低階訪問，在需要執行某些特殊操作時使用，例如發送ICMP封包。 SOCK_RAM通常僅限於高級使用者或管理員執行的程式使用。

　　socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的連續資料包服務

protocol參數：

　　　　　〜〟〜）接類別,自動選擇一個適當的協定

2.套接字物件內建方法

伺服器端套接字函數

伺服器端套接字函數

.綁定,埠)到套接字,參數必須是元組的格式例如：s.bind(('127.0.0.1',8009))

s.listen(5)　　開始監聽，5為最大掛起的連接數

s.accept()　　被動接受客戶端連接，阻塞，等待連接

客戶端套接字函數

客戶端套接字函數

。是元組格式例如：s.connect(('127,0.0.1',8009))

公共用途的套接字函數

s.recv(1024)TC『

P為一次數據接收的大小

s.send(bytes)　　發送TCP數據，python3發送數據的格式必須為bytes格式

s.s.s.sendFall

s.close()　　關閉套接字

實例1.簡單實作socket程式

server端

#!/usr/bin/env python
# _*_ coding:utf-8 _*_
import socket
import time
IP_PORT = ('127.0.0.1',8009)
BUF_SIZE = 1024
  
tcp_server = socket.socket()
tcp_server.bind(IP_PORT)
tcp_server.listen(5)
  
while True:
    print("waiting for connection...")
    conn,addr = tcp_server.accept()
    print("...connected from:",addr)
    while True:
        data = tcp_server.recv(BUF_SIZE)
        if not data:break
        tcp_server.send('[%s] %s'%(time.ctime(),data))
  
tcp_server.close()

 

1~4行

第一行是Unix的啟動訊息行，隨後導入time模組和socket模組

5~10行

IP_PORTPORT為全域變數聲明了IPind綁定在此位址上，把緩衝區的大小設定為1K，listen()函數表示最多允許多少個連接同時進來，後來的就會被拒絕掉

11~到最後一行

11~到最後一行

11~到最後一行

11~到最後一行

11~到最後一行

在進入伺服器的循環後，被動等待連線的到來。當有連線時，進入對話循環，等待客戶端發送資料。如果訊息為空，表示客戶端已經退出，就跳出循環等待下一個連線到來。得到客戶端訊息後，在訊息前面加一個時間戳然後返回。最後一行不會執行，因為迴圈不會退出所以服務端也不會執行close()。只是提醒不要忘記呼叫close()函數。

🎜🎜🎜🎜client端🎜🎜🎜#!/usr/bin/env python🎜🎜

# _*_ coding:utf-8 _*_
import socket
  
HOST = '127.0.0.1'
PORT = 8009
BUF_SIZE = 1024
ADDR = (HOST,PORT)
  
client = socket.socket()
client.connect(ADDR)
  
while True:
    data = input(">>> ")
    if not data:break
    client.send(bytes(data,encoding='utf-8'))
    recv_data = client.recv(BUF_SIZE)
    if not recv_data:break
    print(recv_data.decode())
      
client.close()

5~11行

HOST和PORT变量表示服务器的IP地址与端口号。由于演示是在同一台服务器所以IP地址都是127.0.0.1，如果运行在其他服务器上要做相应的修改。端口号要与服务器端完全相同否则无法通信。缓冲区大小还是1K。

客户端套接字在10行创建然后就去连接服务器端

13~21行

客户端也无限循环，客户端的循环在以下两个条件的任意一个发生后就退出：1.用户输入为空的情况或者服务器端响应的消息为空。否则客户端会把用户输入的字符串发送给服务器进行处理，然后接收显示服务器返回来的带有时间戳的字符串。

运行客户端程序与服务端程序

以下是客户端的输入与输出

[root@pythontab]# python client.py 
>>> hello python
[Thu Sep 15 22:29:12 2016] b'hello python'

   

以下是服务端输出

[root@pythontab]# python server.py 
waiting for connection...
...connected from: ('127.0.0.1', 55378)

   

3.socketserver模块

socketserver是标准库中的一个高级别的模块。用于简化实现网络客户端与服务器所需要的大量样板代码。模块中已经实现了一些可以使用的类。

实例1：使用socketserver实现与上面socket()实例一样的功能

服务端程序代码

#!/usr/bin/env python
# _*_ coding:utf-8 _*_
import socketserver
import time
  
HOST = '127.0.0.1'
PORT = 8009
ADDR = (HOST,PORT)
BUF_SIZE = 1024
  
class Myserver(socketserver.BaseRequestHandler):
    def handle(self):
        while True:
            print("...connected from:",self.client_address)
            data = self.request.recv(BUF_SIZE)
            if not data:break
            self.request.send(bytes("%s %s"%(time.ctime(),data)))
  
server = socketserver.ThreadingTCPServer(ADDR,Myserver)
print("waiting for connection...")
server.serve_forever()

   

11~17行

主要的工作在这里。从socketserver的BaseRequestHandler类中派生出一个子类，并重写handle()函数。

在有客户端发进来的消息的时候，handle()函数就会被调用。

19~21行

代码的最后一部分用给定的IP地址和端口加上自定义处理请求的类(Myserver)。然后进入等待客户端请求与处理客户端请求的无限循环中。

客户端程序代码

import socket
HOST = '127.0.0.1'
PORT = 8009
ADDR = (HOST,PORT)
BUF_SIZE = 1024
  
client = socket.socket()
client.connect(ADDR)
  
while True:
    data = input(">>> ")
    if not data:continue
    client.send(bytes(data,encoding='utf-8'))
    recv_data = client.recv(BUF_SIZE)
    if not recv_data:break
    print(recv_data.decode())
  
client.close()

   

执行服务端和客户端代码　　

下面是客户端输出

[root@pythontab]# python socketclient.py 
>>> hello python
Thu Sep 15 23:53:31 2016 b'hello python'
>>> hello pythontab
Thu Sep 15 23:53:49 2016 b'hello pythontab'

   

下面是服务端输出

[root@pythontab]# python socketserver.py 
waiting for connection...
...connected from: ('127.0.0.1', 55385)
...connected from: ('127.0.0.1', 55385)
...connected from: ('127.0.0.1', 55385)
...connected from: ('127.0.0.1', 55385)