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一、网络编程
自从互联网诞生以来，现在基本上所有的程序都是网络程序，很少有单机版的程序了。
计算机网络就是把各个计算机连接到一起，让网络中的计算机可以互相通信。网络编程就是如何在程序中实现两台计算机的通信。
举个例子，当你使用浏览器访问新浪网时，你的计算机就和新浪的某台服务器通过互联网连接起来了，然后，新浪的服务器把网页内容作为数据通过互联网传输到你的电脑上。
由于你的电脑上可能不止浏览器，还有QQ、Skype、Dropbox、邮件客户端等，不同的程序连接的别的计算机也会不同，所以，更确切地说，网络通信是两台计算机上的两个进程之间的通信。比如，浏览器进程和新浪服务器上的某个Web服务进程在通信，而QQ进程是和腾讯的某个服务器上的某个进程在通信。
网络编程对所有开发语言都是一样的，Python也不例外。用Python进行网络编程，就是在Python程序本身这个进程内，连接别的服务器进程的通信端口进行通信。
二、c/s架构
C/S又称Client/Server或客户/服务器模式。
Client/Server结构是20世纪80年代末提出的。这种结构的系统把较复杂的计算和管理任务交给网络上的高档机器——服务器，而把一些频繁与用户打交道的任务交给前端较简单的计算机—客户机。通过这种方式，将任务合理分配到客户端和服务器端，既充分利用了两端硬件环境的优势，又实现了网络上信息资源的共享。由于这种结构比较适于局域网运行环境，因此逐渐得到了广泛的应用。
三、Socket是什么
我们学习Socket就是为了完成C/S架构的开发。
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。
四、Socket的发展史及分类
Socket的英文原义是“孔”或“插座”。作为BSD UNIX的进程通信机制，取后一种意思。通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，可以用来实现不同虚拟机或不同计算机之间的通信。
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。这也被称为进程间通讯或 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。
五、Scoket的工作流程
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。
1 import socket 2 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)”“”
六、基于TCP的Socket
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() #对话(接收) 8 cs.send() #对话(发送) 9 cs.close() #关闭客户端套接字 10 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() # 对话(发送) 5 cs.recv() # 对话(接收) 6 cs.close() # 关闭客户套接字
实例1：
1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 __author__ = ‘Linhaifeng‘ 3 import socket 4 ip_port=(‘127.0.0.1‘,8081)#电话卡（服务器的IP及端口，元组的格式） 5 BUFSIZE=1024 #指定一次能接收数据的最大容量 6 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机 7 s.bind(ip_port) #手机插卡 8 s.listen(5) #手机待机（监听缓存区容量） 9 10 11 while True: #新增接收链接循环,可以不停的接电话 12 conn,addr=s.accept() #手机接电话 13 # print(conn) 14 # print(addr) 15 print(‘接到来自%s的电话‘ %addr[0]) 16 while True: #新增通信循环,可以不断的通信,收发消息 17 msg=conn.recv(BUFSIZE) #听消息,听话 18 19 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 20 21 print(msg,type(msg)) 22 23 conn.send(msg.upper()) #发消息,说话 24 25 conn.close() #挂电话 26 27 s.close() #手机关机
1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 __author__ = ‘Linhaifeng‘ 3 import socket 4 ip_port=(‘127.0.0.1‘,8081) 5 BUFSIZE=1024 6 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 7 8 s.connect_ex(ip_port) #拨电话 9 10 while True: #新增通信循环,客户端可以不断发收消息 11 msg=input(‘>>: ‘).strip() 12 if len(msg) == 0:continue 13 s.send(msg.encode(‘utf-8‘)) #发消息,说话(只能发送字节类型) 14 15 feedback=s.recv(BUFSIZE) #收消息,听话 16 print(feedback.decode(‘utf-8‘)) 17 18 s.close() #挂电话
问题：
有的同学在重启服务端时可能会遇到
这个是由于你的服务端仍然存在四次挥手的time_wait状态在占用地址（如果不懂，请深入研究1.tcp三次握手，四次挥手 2.syn洪水攻击 3.服务器高并发情况下会有大量的time_wait状态的优化方法）
解决方法：
1 #加入一条socket配置，重用ip和端口 2 3 phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) 4 phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) #就是它，在bind前加 5 phone.bind((‘127.0.0.1‘,8080))
1 发现系统存在大量TIME_WAIT状态的连接，通过调整linux内核参数解决， 2 vi /etc/sysctl.conf 3 4 编辑文件，加入以下内容： 5 net.ipv4.tcp_syncookies = 1 6 net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 7 net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 8 net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30 9 10 然后执行 /sbin/sysctl -p 让参数生效。 11 12 net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时，启用cookies来处理，可防范少量SYN攻击，默认为0，表示关闭； 13 14 net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接，默认为0，表示关闭； 15 16 net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收，默认为0，表示关闭。 17 18 net.ipv4.tcp_fin_timeout 修改系統默认的 TIMEOUT 时间
实例2：
1 import socket, threading, time 2 3 def tcplink(sock, addr): 4 """每个连接都必须创建新线程（或进程）来处理，否则，单线程在处理连接的过程中，无法接受其他客户端的连接""" 5 print(‘Accept new connection from %s: %s‘ % addr) 6 sock.send(b‘Welcome!‘) 7 while True: 8 data = sock.recv(1024) 9 time.sleep(1) 10 if not data or data.decode(‘utf-8‘) == ‘exit‘: 11 break 12 sock.send((‘Hello, %s!‘ % data.decode(‘utf-8‘)).encode(‘utf-8‘)) 13 sock.close() 14 print(‘Connection from %s: %s closed.‘ % addr) 15 16 17 s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 18 #监听端口 19 s.bind((‘127.0.0.1‘, 9999)) 20 s.listen(5) 21 print(‘Waiting for connection...‘) 22 while True: 23 #接受一个新连接 24 sock, addr = s.accept() 25 #创建新线程来处理TCP连接 26 t = threading.Thread(target=tcplink, args=(sock, addr)) 27 t.start()
1 import socket 2 3 s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 4 # 建立连接: 5 s.connect((‘127.0.0.1‘, 9999)) 6 # 接收欢迎消息: 7 print(s.recv(1024).decode(‘utf-8‘)) 8 for data in [b‘Michael‘, b‘Tracy‘, b‘Sarah‘]: 9 # 发送数据: 10 s.send(data) 11 print(s.recv(1024).decode(‘utf-8‘)) 12 s.send(b‘exit‘) 13 s.close() 14 15 16 #可同时开多个客户端
实例3：
1 # 导入socket库: 2 import socket 3 4 # 创建一个socket: 5 s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 6 # 建立连接: 7 s.connect((‘www.sina.com.cn‘, 80)) 8 # 发送数据: 9 s.send(b‘GET / HTTP/1.1\r\nHost: www.sina.com.cn\r\nConnection: close\r\n\r\n‘) 10 #TCP连接创建的是双向通道，双方都可以同时给对方发数据。但是谁先发谁后发，怎么协调，要根据具体的协议来决定。 11 # 例如，HTTP协议规定客户端必须先发请求给服务器，服务器收到后才发数据给客户端。 12 13 # 接收数据: 14 buffer = [] 15 while True: 16 # 每次最多接收1k字节: 17 d = s.recv(1024) 18 if d: 19 buffer.append(d) 20 else: 21 break 22 data = b‘‘.join(buffer) 23 # 关闭连接: 24 s.close() 25 26 header, html = data.split(b‘\r\n\r\n‘, 1) 27 print(header.decode(‘utf-8‘)) 28 # 把接收的数据写入文件: 29 with open(‘sina.html‘, ‘wb‘) as f: 30 f.write(html)
参考资料：
1. http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/6129246.html
3. http://baike.baidu.com/item/socket/281150
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原文地址：http://www.cnblogs.com/OldJack/p/6803521.html
