标签：客户端程序 ref order erro 自动 定义 elf link 通道
本地的进程间通信（IPC）有很多种方式，但可以总结为下面4类：
但这些都不是本文的主题！我们要讨论的是网络中进程之间如何通信？首要解决的问题是如何唯一标识一个进程，否则通信无从谈起！在本地可以通过进程PID来唯一标识一个进程，但是在网络中这是行不通的。其实TCP/IP协议族已经帮我们解决了这个问题，网络层的“ip地址”可以唯一标识网络中的主机，而传输层的“协议+端口”可以唯一标识主机中的应用程序（进程）。这样利用三元组（ip地址，协议，端口）就可以标识网络的进程了，网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互。
使用TCP/IP协议的应用程序通常采用应用编程接口：UNIX BSD的套接字（socket）和UNIX System V的TLI（已经被淘汰），来实现网络进程之间的通信。就目前而言，几乎所有的应用程序都是采用socket，而现在又是网络时代，网络中进程通信是无处不在，这就是我为什么说“一切皆socket”。
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。
（1） IP、TCP和UDP
当您编写socket应用程序的时候，您可以在使用TCP还是使用UDP之间做出选择。它们都有各自的优点和缺点。
TCP是流协议，而UDP是数据报协议。换句话说，TCP在客户机和服务器之间建立持续的开放连接，在该连接的生命期内，字节可以通过该连接写出（并且保证顺序正确）。然而，通过 TCP 写出的字节没有内置的结构，所以需要高层协议在被传输的字节流内部分隔数据记录和字段。
另一方面，UDP不需要在客户机和服务器之间建立连接，它只是在地址之间传输报文。UDP的一个很好特性在于它的包是自分隔的（self-delimiting），也就是一个数据报都准确地指出它的开始和结束位置。然而，UDP的一个可能的缺点在于，它不保证包将会按顺序到达，甚至根本就不保证。当然，建立在UDP之上的高层协议可能会提供握手和确认功能。
对于理解TCP和UDP之间的区别来说，一个有用的类比就是电话呼叫和邮寄信件之间的区别。在呼叫者用铃声通知接收者，并且接收者拿起听筒之前，电话呼叫不是活动的。只要没有一方挂断，该电话信道就保持活动，但是在通话期间，他们可以自由地想说多少就说多少。来自任何一方的谈话都按临时的顺序发生。另一方面，当你发一封信的时候，邮局在投递时既不对接收方是否存在作任何保证，也不对信件投递将花多长时间做出有力保证。接收方可能按与信件的发送顺序不同的顺序接收不同的信件，并且发送方也可能在他们发送信件是交替地接收邮件。与（理想的）邮政服务不同，无法送达的信件总是被送到死信办公室处理，而不再返回给发送。
（2）对等方、端口、名称和地址
除了TCP和UDP协议以外，通信一方（客户机或者服务器）还需要知道的关于与之通信的对方机器的两件事情：IP地址或者端口。IP地址是一个32位的数据值，为了人们好记，一般用圆点分开的4组数字的形式来表示，比如：64.41.64.172。端口是一个16位的数据值，通常被简单地表示为一个小于65536的数字。大多数情况下，该值介于10到100的范围内。一个IP地址获取送到某台机器的一个数据包，而一个端口让机器决定将该数据包交给哪个进程/服务（如果有的话）。这种解释略显简单，但基本思路是正确的。
上面的描述几乎都是正确的，但它也遗漏了一些东西。大多数时候，当人们考虑Internet主机（对等方）时，我们都不会记忆诸如64.41.64.172这样的数字，而是记忆诸如gnosis.cx这样的名称。为了找到与某个特定主机名称相关联的IP地址，一般都使用域名服务器（DNS），但是有时会首先使用本地查找（经常是通过/etc/hosts的内容）。对于本教程，我们将一般地假设有一个IP地址可用，不过下面讨论编写名称查找代码。
（3）主机名称解析
命令行实用程序nslookup可以被用来根据符号名称查找主机IP地址。实际上，许多常见的实用程序，比如ping或者网络配置工具，也会顺便做同样的事情。但是以编程方式做这样的事情很简单。
======================TCP/IP======================
应用层： 它只负责产生相应格式的数据 ssh ftp nfs cifs dns http smtp pop3
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传输层： 定义数据传输的两种模式：
TCP（传输控制协议：面向连接，可靠的，效率相对不高）
UDP（用户数据报协议：非面向连接，不可靠的，但效率高）
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网络层： 连接不同的网络如以太网、令牌环网
IP （路由，分片） 、ICMP、 IGMP
ARP ( 地址解析协议，作用是将IP解析成MAC )
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数据链路层： 以太网传输
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物理层： 主要任务是规定各种传输介质和接口与传输信号相关的一些特性
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TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）即传输控制协议/网间协议，是一个工业标准的协议集，它是为广域网（WANs）设计的。
TCP socket 由于在通向前需要建立连接，所以其模式较 UDP socket 负责些。
UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）是与TCP相对应的协议。它是属于TCP/IP协议族中的一种。如图：
UDP Socket图：
UDP socket server 端代码在进行bind后，无需调用listen方法。
TCP/IP协议族包括运输层、网络层、链路层，
而socket所在位置如图，Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层。
socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，都可以用“打开open
–> 读写write/read –>
关闭close”模式来操作。Socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）.
说白了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。
注意：其实socket也没有层的概念，它只是一个facade设计模式的应用，让编程变的更简单。是一个软件抽象层。在网络编程中，我们大量用的都是通过socket实现的。
Socket是网络编程的一个抽象概念。通常我们用一个Socket表示“打开了一个网络链接”，而打开一个Socket需要知道目标计算机的IP地址和端口号，再指定协议类型即可。
我们知道tcp建立连接要进行“三次握手”，即交换三个分组。大致流程如下：
只有就完了三次握手，但是这个三次握手发生在socket的那几个函数中呢？请看下图：
图1、socket中发送的TCP三次握手
从图中可以看出，当客户端调用connect时，触发了连接请求，向服务器发送了SYN J包，这时connect进入阻塞状态；服务器监听到连接请求，即收到SYN J包，调用accept函数接收请求向客户端发送SYN K ，ACK J+1，这时accept进入阻塞状态；客户端收到服务器的SYN K ，ACK J+1之后，这时connect返回，并对SYN K进行确认；服务器收到ACK K+1时，accept返回，至此三次握手完毕，连接建立。
总结：客户端的connect在三次握手的第二个次返回，而服务器端的accept在三次握手的第三次返回。
上面介绍了socket中TCP的三次握手建立过程，及其涉及的socket函数。现在我们介绍socket中的四次握手释放连接的过程，请看下图：
图2、socket中发送的TCP四次握手
图示过程如下：
这样每个方向上都有一个FIN和ACK。
Python 提供了两个级别访问的网络服务。：
Socket又称"套接字"，应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求，使主机间或者一台计算机上的进程间可以通讯。
socket和file的区别：
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。
Python 中，我们用 socket（）函数来创建套接字，语法格式如下：
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socket.socket([family[, type[, proto]]]) |
SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM我们使用 socket 模块的 socket 函数来创建一个 socket 对象。socket 对象可以通过调用其他函数来设置一个 socket 服务。
现在我们可以通过调用 bind(hostname, port) 函数来指定服务的 port(端口)。
接着，我们调用 socket 对象的 accept 方法。该方法等待客户端的连接，并返回 connection 对象，表示已连接到客户端。
完整代码如下：
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#!/usr/bin/python3# 文件名：server.py# 导入 socket、sys 模块import socketimport sys# 创建 socket 对象serversocket = socket.socket( socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 获取本地主机名host = socket.gethostname()port = 9999# 绑定端口serversocket.bind((host, port))# 设置最大连接数，超过后排队serversocket.listen(5)while True: # 建立客户端连接 clientsocket,addr = serversocket.accept() print("连接地址: %s" % str(addr)) msg=‘欢迎访问python教程！‘+ "\r\n" clientsocket.send(msg.encode(‘utf-8‘)) clientsocket.close() |
接下来我们写一个简单的客户端实例连接到以上创建的服务。端口号为 12345。
socket.connect(hosname, port ) 方法打开一个 TCP 连接到主机为 hostname 端口为 port 的服务商。连接后我们就可以从服务端后期数据，记住，操作完成后需要关闭连接。
完整代码如下：
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#!/usr/bin/python3# 文件名：client.py# 导入 socket、sys 模块import socketimport sys# 创建 socket 对象s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 获取本地主机名host = socket.gethostname() # 设置端口好port = 9999# 连接服务，指定主机和端口s.connect((host, port))# 接收小于 1024 字节的数据msg = s.recv(1024)s.close()print (msg.decode(‘utf-8‘)) |
先执行server端，然后打开client端就能看到结果
大多数连接都是可靠的TCP连接。创建TCP连接时，主动发起连接的叫客户端，被动响应连接的叫服务器。
举个例子，当我们在浏览器中访问新浪时，我们自己的计算机就是客户端，浏览器会主动向新浪的服务器发起连接。如果一切顺利，新浪的服务器接受了我们的连接，一个TCP连接就建立起来的，后面的通信就是发送网页内容了。
所以，我们要创建一个基于TCP连接的Socket，可以这样做：
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# 导入socket库:import socket# 创建一个socket:s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)# 建立连接:s.connect((‘www.sina.com.cn‘, 80)) |
创建Socket时，AF_INET指定使用IPv4协议，如果要用更先进的IPv6，就指定为AF_INET6。SOCK_STREAM指定使用面向流的TCP协议，这样，一个Socket对象就创建成功，但是还没有建立连接。
客户端要主动发起TCP连接，必须知道服务器的IP地址和端口号。新浪网站的IP地址可以用域名www.sina.com.cn自动转换到IP地址，但是怎么知道新浪服务器的端口号呢？
答案是作为服务器，提供什么样的服务，端口号就必须固定下来。由于我们想要访问网页，因此新浪提供网页服务的服务器必须把端口号固定在80端口，因为80端口是Web服务的标准端口。其他服务都有对应的标准端口号，例如SMTP服务是25端口，FTP服务是21端口，等等。端口号小于1024的是Internet标准服务的端口，端口号大于1024的，可以任意使用。
因此，我们连接新浪服务器的代码如下：
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s.connect((‘www.sina.com.cn‘, 80)) |
注意参数是一个tuple，包含地址和端口号。
建立TCP连接后，我们就可以向新浪服务器发送请求，要求返回首页的内容：
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# 发送数据:s.send(b‘GET / HTTP/1.1\r\nHost: www.sina.com.cn\r\nConnection: close\r\n\r\n‘) |
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。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。
发送的文本格式必须符合HTTP标准，如果格式没问题，接下来就可以接收新浪服务器返回的数据了：
接收数据时，调用recv(max)方法，一次最多接收指定的字节数，因此，在一个while循环中反复接收，直到recv()返回空数据，表示接收完毕，退出循环。
当我们接收完数据后，调用close()方法关闭Socket，这样，一次完整的网络通信就结束了：
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# 关闭连接:s.close() |
接收到的数据包括HTTP头和网页本身，我们只需要把HTTP头和网页分离一下，把HTTP头打印出来，网页内容保存到文件：
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header, html = data.split(b‘\r\n\r\n‘, 1)print(header.decode(‘utf-8‘))# 把接收的数据写入文件:with open(‘sina.html‘, ‘wb‘) as f: f.write(html) |
现在，只需要在浏览器中打开这个sina.html文件，就可以看到新浪的首页了。
和客户端编程相比，服务器编程就要复杂一些。
服务器进程首先要绑定一个端口并监听来自其他客户端的连接。如果某个客户端连接过来了，服务器就与该客户端建立Socket连接，随后的通信就靠这个Socket连接了。
所以，服务器会打开固定端口（比如80）监听，每来一个客户端连接，就创建该Socket连接。由于服务器会有大量来自客户端的连接，所以，服务器要能够区分一个Socket连接是和哪个客户端绑定的。一个Socket依赖4项：服务器地址、服务器端口、客户端地址、客户端端口来唯一确定一个Socket。
但是服务器还需要同时响应多个客户端的请求，所以，每个连接都需要一个新的进程或者新的线程来处理，否则，服务器一次就只能服务一个客户端了。
我们来编写一个简单的服务器程序，它接收客户端连接，把客户端发过来的字符串加上Hello再发回去。
首先，创建一个基于IPv4和TCP协议的Socket：
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s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) |
然后，我们要绑定监听的地址和端口。服务器可能有多块网卡，可以绑定到某一块网卡的IP地址上，也可以用0.0.0.0绑定到所有的网络地址，还可以用127.0.0.1绑定到本机地址。127.0.0.1是一个特殊的IP地址，表示本机地址，如果绑定到这个地址，客户端必须同时在本机运行才能连接，也就是说，外部的计算机无法连接进来。
端口号需要预先指定。因为我们写的这个服务不是标准服务，所以用9999这个端口号。请注意，小于1024的端口号必须要有管理员权限才能绑定：
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# 监听端口:s.bind((‘127.0.0.1‘, 9999)) |
紧接着，调用listen()方法开始监听端口，传入的参数指定等待连接的最大数量：
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s.listen(5)print(‘Waiting for connection...‘) |
接下来，服务器程序通过一个永久循环来接受来自客户端的连接，accept()会等待并返回一个客户端的连接:
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while True: # 接受一个新连接: sock, addr = s.accept() # 创建新线程来处理TCP连接: t = threading.Thread(target=tcplink, args=(sock, addr)) t.start() |
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：
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def tcplink(sock, addr): print(‘Accept new connection from %s:%s...‘ % addr) sock.send(b‘Welcome!‘) while True: data = sock.recv(1024) time.sleep(1) if not data or data.decode(‘utf-8‘) == ‘exit‘: break sock.send((‘Hello, %s!‘ % data.decode(‘utf-8‘)).encode(‘utf-8‘)) sock.close() print(‘Connection from %s:%s closed.‘ % addr) |
连接建立后，服务器首先发一条欢迎消息，然后等待客户端数据，并加上Hello再发送给客户端。如果客户端发送了exit字符串，就直接关闭连接。
要测试这个服务器程序，我们还需要编写一个客户端程序：
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s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)# 建立连接:s.connect((‘127.0.0.1‘, 9999))# 接收欢迎消息:print(s.recv(1024).decode(‘utf-8‘))for data in [b‘Michael‘, b‘Tracy‘, b‘Sarah‘]: # 发送数据: s.send(data) print(s.recv(1024).decode(‘utf-8‘))s.send(b‘exit‘)s.close() |
我们需要打开两个命令行窗口，一个运行服务器程序，另一个运行客户端程序，就可以看到效果了：
TCP是建立可靠连接，并且通信双方都可以以流的形式发送数据。相对TCP，UDP则是面向无连接的协议。
使用UDP协议时，不需要建立连接，只需要知道对方的IP地址和端口号，就可以直接发数据包。但是，能不能到达就不知道了。
虽然用UDP传输数据不可靠，但它的优点是和TCP比，速度快，对于不要求可靠到达的数据，就可以使用UDP协议。
我们来看看如何通过UDP协议传输数据。和TCP类似，使用UDP的通信双方也分为客户端和服务器。服务器首先需要绑定端口：
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s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)# 绑定端口:s.bind((‘127.0.0.1‘, 9999)) |
创建Socket时，SOCK_DGRAM指定了这个Socket的类型是UDP。绑定端口和TCP一样，但是不需要调用listen()方法，而是直接接收来自任何客户端的数据：
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print ‘Bind UDP on 9999...‘while True: # 接收数据: data, addr = s.recvfrom(1024) print ‘Received from %s:%s.‘ % addr s.sendto(‘Hello, %s!‘ % data, addr) |
recvfrom()方法返回数据和客户端的地址与端口，这样，服务器收到数据后，直接调用sendto()就可以把数据用UDP发给客户端。
注意这里省掉了多线程，因为这个例子很简单。
客户端使用UDP时，首先仍然创建基于UDP的Socket，然后，不需要调用connect()，直接通过sendto()给服务器发数据：
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s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)for data in [‘Michael‘, ‘Tracy‘, ‘Sarah‘]: # 发送数据: s.sendto(data, (‘127.0.0.1‘, 9999)) # 接收数据: print s.recv(1024)s.close() |
从服务器接收数据仍然调用recv()方法。
UDP的使用与TCP类似，但是不需要建立连接。此外，服务器绑定UDP端口和TCP端口互不冲突，也就是说，UDP的9999端口与TCP的9999端口可以各自绑定。
Python 提供了两个级别访问的网络服务。：
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| 服务器端套接字 | |
| 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 |
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#!/usr/bin/env python# -*- coding:utf-8 -*-import socketip_port = (‘127.0.0.1‘,9999)sk = socket.socket()sk.bind(ip_port)sk.listen(5)while True: print ‘server waiting...‘ conn,addr = sk.accept() client_data = conn.recv(1024) print client_data conn.sendall(‘不要回答,不要回答,不要回答‘) conn.close()socket server |
client：
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#!/usr/bin/env python# -*- coding:utf-8 -*-import socketip_port = (‘127.0.0.1‘,9999)sk = socket.socket()sk.connect(ip_port)sk.sendall(‘请求占领地球‘)server_reply = sk.recv(1024)print server_replysk.close()socket client |
WEB服务应用：
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#!/usr/bin/env python#coding:utf-8import socket def handle_request(client): buf = client.recv(1024) client.send("HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n") client.send("Hello, World") 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() |
标签：客户端程序 ref order erro 自动 定义 elf link 通道
原文地址：https://www.cnblogs.com/nongchaoer/p/10252653.html
