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Python3快速入门(十)——Python3网络编程

时间:2019-07-12 20:06:22      阅读:79      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:进程   dal   函数   系统   host   stream   进入   端口   字节   

Python3快速入门(十)——Python3网络编程

一、socket模块简介

Python 提供了两个级别访问的网络服务,低级别的网络服务支持基本的 Socket,提供了标准的BSD Sockets API,可以访问底层操作系统Socket接口的全部方法;高级别的网络服务模块 SocketServer, 提供了服务器中心类,可以简化网络服务器的开发。
socket不支持多并发,socketserver是对socket的再封装,简化网络服务器版的开发。

二、socket模块接口

1、socket类型

Python 中,用使用socket函数来创建套接字,语法格式如下:
sock = socket.socket([family[, type]])
family:
socket.AF_UNIX :只能够用于单一的Unix系统进程间通信
socket.AF_INET :指定使用IPv4协议进行服务器间网络通信
socket.AF_INET6:指定使用IPv6协议进行服务器间网络通信
type:
socket.SOCK_STREAM:TCP流式连接
socket.SOCK_DGRAM:UDP数据报文
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;SOCK_RAW也可以处理特殊的IPv4报文;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

2、服务端接口

socket.bind( address )
绑定地址address 到套接字,address是一个元组(host,port),host代表主机,port代表端口号。
socket.listen(backlog):开启TCP监听。backlog指定在拒绝连接前,操作系统可以挂起的最大连接数量,至少为1,大部分应用程序设为5。
connection, address = socket.accept()
被动接受TCP客户端连接,(阻塞式)等待连接。调用accept()方法后,socket会进入waiting状态。客户请求连接时,accept()方法会建立连接并返回服务器。accept()返回一个含有两个元素的元组(connection,address)。connection是新的socket对象,服务器必须通过connection与客户通信; address是客户端的Internet地址。

3、客户端接口

socket.connect(address):主动初始化TCP服务器连接,address为元组(hostname,port),如果连接出错,返回socket.error错误。
socket.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。

4、公共接口

buf = socket.recv(size)
接收TCP数据。参数size指定接收数据的缓冲区的大小,返回接收的数据。
socket.send(buf):发送TCP数据,将buf中的数据发送到连接的套接字。返回要发送的字节数量,可能小于buf的字节大小。
socket.sendall(buf):发送TCP数据。将buf中的数据发送到连接的套接字,但在返回前会尝试发送所有数据。成功返回None,失败则抛出异常。
data,addr = socket.recvfrom(bufsize):从套接字接收数据,但返回(data,address)。data是接收数据的缓冲区,address是发送数据的套接字地址。
socket.sendto(data, (addr, port)):将数据data发送到套接字,address是形式为(ipaddr,port)的元组,指定远程地址。返回发送的字节数。
socket.close():关闭套接字。
socket.getpeername():返回连接套接字的远程地址。返回值是元组(ipaddr,port)。
socket.getsocketname():返回套接字自己的元组(ipaddr,port)
socket.setsockopt(level,optname,value):设置给定套接字选项的值。
socket.getsockopt(level,optname[.buflen]):返回套接字选项的值。
socket.settimeout(timeout):设置套接字操作的超时,timeout是一个浮点数,单位是秒。值为None表示没有超时。一般,超时应该在刚创建套接字时设置,因为socket可能用于连接的操作(如connect())。
socket.gettimeout():返回当前超时的值,单位是秒,如果没有设置超时,则返回None。
socket.fileno():返回套接字的文件描述符。
socket.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。
socket.makefile():创建一个与套接字相关连的文件。

三、socket编程

1、TCP编程

大多数网络通信连接都是可靠的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;连接成功后,通信双方都能以流的形式发送数据。
在Python中用TCP协议进行Socket编程十分简单,对于客户端,要主动连接服务器的IP和指定端口,对于服务器,要首先监听指定端口,然后,对每一个新的连接,创建一个线程或进程来处理。
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它函数来设置一个 socket 服务。
TCP服务端与客户端编程模型如下:
技术图片
服务端编程模型如下:
1、调用socket函数创建一个TCP套接字,返回套接字sock。
2、调用bind将sock绑定到已知地址,通常为ip和port。
3、调用listen将sock设为监听模式,准备接收来自各客户端的连接请求。
4、调用accept等待接受客户端连接请求。
5、如果接收到客户端请求,则accept返回,得到新的连接套接字。
6、调用rev接收来自客户端的数据,调用send向客户端发送数据。
7、与客户端通信结束,服务器端可以调用close。

sock = socket.socket(AF.INET,sock.SOCK_STREAM)

sock.bind((ip,port))
sock.listen(backlog)
while True:  # 不断接收新连接
    conn,addr = sock.accept()  # 阻塞
    while True:  # 接收连接,多次通信
        print("new conn",addr)
        data = conn.recv(1024)  #官方建议最大8192
        conn.send(data.upper())
        # recv 默认是阻塞的
        if not data :
            break  # 客户端一断开,conn.recv接收的是空数据
# 只能同时服务一个连接
sock.close()

TCP服务端实例:

import socket
import threading
import time

# 处理客户端,sock为socket,addr为客户端地址
def tcp_server(sock, addr):
    print("Accept new connection from %s:%s" % addr)
    sock.send(b"What‘s your name?")
    while True:
        data = sock.recv(1024)
        time.sleep(1)
        if not data or data.decode("utf-8") == "disconnect":
            break
        sock.send((‘Hello, %s!‘ % data.decode(‘utf-8‘)).encode(‘utf-8‘))
    sock.close()
    print(‘Connection from %s:%s closed.‘ % addr)

if __name__ == "__main__":
    # 创建基于IPV4和TCP的socket
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    # 绑定地址到socket
    sock.bind(("127.0.0.1", 3288))
    # 设置最大连接数,并开始监听
    sock.listen(10)
    print("TCP Server is running")
    print("Wait for new Connection")
    while True:
        # 接收TCP客户端连接,阻塞等待连接
        sock_fd, addr = sock.accept()
        # 开启新线程对TCP连接进行处理
        thread = threading.Thread(target=tcp_server, args=(sock_fd, addr))
        thread.start()

客户端编程模型如下:
1、创建一个socket套接字。
2、调用connect()函数将套接字连接到服务器。
3、调用send()函数向服务器发送数据,调用recv()函数接收来自服务器的数据。
4、与服务器的通信结束后,客户端程序可以调用close()函数关闭套接字。
TCP客户端实例:

import socket

if __name__ == "__main__":
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    sock.connect(("127.0.0.1", 3288))
    print(sock.recv(1024).decode("utf-8"))
    # 持续与服务器交互:
    while True:
        # 获取用户输入:
        msg = input(‘Your input:‘)
        if not msg or msg == ‘quit‘:
            break
        # 发送数据:
        sock.send(msg.encode(‘utf-8‘))
        # 输出服务器返回的消息
        print(‘From server:‘, sock.recv(1024).decode(‘utf-8‘))

    # 发送断开连接的指令
    sock.send(b‘disconnect‘)
    # 套接字关闭
    sock.close()

2、UDP编程

UDP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和port,就可以直接发数据包,但数据包能否到达是无法确定的。
虽然用UDP传输数据不可靠,但优点是与TCP相比,速度快,对于不要求可靠到达的数据,可以使用UDP协议。
UDP服务端实例:

import socket

if __name__ == "__main__":
    # 创建基于IPV4和TCP的socket
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    # 绑定地址到socket
    sock.bind(("127.0.0.1", 3288))
    print("UDP Server is running")
    print("Wait for Message...")
    while True:
        # 接收数据,recvfrom()方法返回数据和客户端的地址与端口
        data, addr = sock.recvfrom(1024)
        print("Received from %s:%s" % addr)
        sock.sendto(b"Hello, %s!" % data,addr)

UDP客户端实例:

import socket

if __name__ == "__main__":
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    while True:
        msg = input("Your input:")
        if not msg or msg == ‘quit‘:
            break
        sock.sendto(msg.encode(‘utf-8‘), (‘127.0.0.1‘, 3288))
        # 输出服务器返回的消息:
        print(‘From server:‘, sock.recv(1024).decode(‘utf-8‘))
    sock.close()

Python3快速入门(十)——Python3网络编程

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原文地址:https://blog.51cto.com/9291927/2419805

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