Python高阶(四) - Socket编程

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Python Socket 编程详解

Python 提供了两个基本的 socket 模块:

  • Socket 它提供了标准的BSD Socket API。
  • SocketServer 它提供了服务器重心,可以简化网络服务器的开发。

下面讲解下 Socket模块功能。

Socket 类型

套接字格式:socket(family, type, [protocal=0]) 使用给定的套接族,套接字类型,协议编号(默认为0)来创建套接字

socket 类型 描述
socket.AF_UNIX 用于同一台机器上的进程通信(既本机通信)
socket.AF_INET 用于服务器与服务器之间的网络通信
socket.AF_INET6 基于IPV6方式的服务器与服务器之间的网络通信
socket.SOCK_STREAM 基于TCP的流式socket通信
socket.SOCK_DGRAM 基于UDP的数据报式socket通信
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;其次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

创建TCP Socket:

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

创建UDP Socket:

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

Socket 函数

  • TCP发送数据时,已建立好TCP链接,所以不需要指定地址,而UDP是面向无连接的,每次发送都需要指定发送给谁。
  • 服务器与客户端不能直接发送列表,元素,字典等带有数据类型的格式,发送的内容必须是字符串数据。

服务器端 Socket 函数

Socket 函数 描述
s.bind(address) 将套接字绑定到地址,在AF_INET下,以tuple(host, port)的方式传入,如s.bind((host, port))
s.listen(backlog) 开始监听TCP传入连接,backlog指定在拒绝链接前,操作系统可以挂起的最大连接数,该值最少为1,大部分应用程序设为5就够用了
s.accpet() 接受TCP链接并返回(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是链接客户端的地址。

客户端 Socket 函数

Socket 函数 描述
s.connect(address) 链接到address处的套接字,一般address的格式为tuple(host, port),如果链接出错,则返回socket.error错误
s.connect_ex(address) 功能与s.connect(address)相同,但成功返回0,失败返回errno的值

公共 Socket 函数

Socket 函数 描述
s.recv(bufsize[, flag]) 接受TCP套接字的数据,数据以字符串形式返回,buffsize指定要接受的最大数据量,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,将字符串中的数据发送到链接的套接字,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,将字符串中的数据发送到链接的套接字,但在返回之前尝试发送所有数据。成功返回None,失败则抛出异常
s.recvfrom(bufsize[, flag]) 接受UDP套接字的数据u,与recv()类似,但返回值是tuple(data, address)。其中data是包含接受数据的字符串,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形式为tuple(ipaddr, port),指定远程地址发送,返回值是发送的字节数
s.close() 关闭套接字
s.getpeername() 返回套接字的远程地址,返回值通常是一个tuple(ipaddr, port)
s.getsockname() 返回套接字自己的地址,返回值通常是一个tuple(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时间,timeout是一个浮点数,单位是秒,值为None则表示永远不会超时。一般超时期应在刚创建套接字时设置,因为他们可能用于连接的操作,如s.connect()
s.gettimeout() 返回当前超时值,单位是秒,如果没有设置超时则返回None
s.fileno() 返回套接字的文件描述
s.setblocking(flag) 如果flag为0,则将套接字设置为非阻塞模式,否则将套接字设置为阻塞模式(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的文件

Socket 编程思想

TCP 服务器
1、创建套接字,绑定套接字到本地IP与端口

tcpSerSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcpSerSock.bind()

2、开始监听链接

tcpSerSock.listen()

3、进入循环,不断接受客户端的链接请求

While True:
    tcpSerSock.accept()

4、接收客户端传来的数据,并且发送给对方发送数据

tcpSerSock.recv()
tcpSerSock.sendall()

5、传输完毕后,关闭套接字

tcpSerSock.close()

TCP 客户端
1、创建套接字并链接至远端地址

tcpCliSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcpCliSock.connect()

2、链接后发送数据和接收数据

tcpCliSock.sendall()
tcpCliSock.recv()

3、传输完毕后,关闭套接字

tcpCliSock.close()

Socket 编程实践之服务端代码

from socket import *  # socket 模块的所有属性。

HOST = ''  # HOST 变量是空白的,这是对 bind()方法的标识,表示它可以使用任何可用的地址。
PORT = 20000  # 随机的端口号,并且该端口号似乎没有被使用或被系统保留。
BUFSIZ = 1024  # 将缓冲区大小设置为 1KB。可以根据网络性能和程序需要改变这个容量。
ADDR = ((HOST, PORT))

tcpSerSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)  # 分配了TCP服务器套接字(tcpSerSock)
tcpSerSock.bind(ADDR)  # 将套接字绑定到服务器地址以及开启TCP监听器的调用。
tcpSerSock.listen(5)  # listen()方法的参数是在连接被转接或拒绝之前,传入连接请求的最大数。
print '[info]:Server start at: {0}:{1}'.format(HOST, PORT)

while True:
    print '[info]:wait for connection...'
    tcpClisock, addr = tcpSerSock.accept()
    print '[info]:Connected by {0}:{1}'.format(addr[0], addr[1])
    try:
        while True:
            data = tcpClisock.recv(BUFSIZ)
            if not data:
                break
            print "[info]:{0} [From client]".format(data)
            tcpClisock.sendall("Server received  \"{0}\"".format(data))
    except EOFError, e:
        print "[Error]: {0}".format(e)
    except KeyboardInterrupt, e:
        print "[Error]: {0}".format(e)
    except error, e:
        print "[Error]: {0}".format(e)
    tcpClisock.close()
# tcpSerSock.close()

Socket 编程实践之客户端代码

from socket import *

HOST = '127.0.0.1'
PORT = 20000
BUFSIZ = 1024
ADDR = ((HOST, PORT))

tcpCliSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
tcpCliSock.connect(ADDR)

while True:
    data = raw_input("[info]:Please input msg:")
    if not data:
        break
    tcpCliSock.send(data)
    data = tcpCliSock.recv(BUFSIZ)
    print "[info]:{0} [From server]".format(data)
tcpCliSock.close()

数据发送过程

image.png

遇到的问题

  • 服务端没有try except做异常处理,当客户端异常退出的时候直接[Error 10054]异常退出
  • 客户端没有tcpClisock.close()关闭链接,服务端一直处于等待状态没有断开链接
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