python之Socket网络编程详解
什么是网络?
网络是由节点和连线构成,表示诸多对象及其相互联系。在数学上,网络是一种图,一般认为专指加权图。网络除了数学定义外,还有具体的物理含义,即网络是从某种相同类型的实际问题中抽象出来的模型。在计算机领域中,网络是信息传输、接收、共享的虚拟平台,通过它把各个点、面、体的信息联系到一起,从而实现这些资源的共享。网络是人类发展史来最重要的发明,提高了科技和人类社会的发展。
网络通信的三要素
IP地址
用来表示一*立的主机
特殊的IP地址 127.0.0.1或称localhost(表示本地回环地址,保留地址等),可用于本机测试
端口号
要将数据发送到对方指定的应用程序上,为了标识这些应用程序,所以给这些网络应用程序都用数字进行标识。为了方便称呼这些数字,则将这些数字称为端口
传输协议
TCP协议:传输控制协议
面向连接:传输之前需要建立连接
在连接过程中进行大量数据传输
通过三次握手方式连接,属于安全可靠连接
传输速率慢,效率低
UDP协议:用户传输协议
面向无连接:传输过程不需要建立连接即可传输
每个数据传输的大小都限制在64K以内
传输过程不可靠
传输速率快,效率高
SOCKET网络编程
如简单的实现一个WEB小程序
import socket def handle_request(client): buf = client.recv(1024) client.send(bytes("HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n",'utf8')) client.send(bytes("Hello, World",'utf8')) 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()
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,它提供了标准的 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, 它提供了服务器中心类,可以简化网络服务器的开发。
什么是socket?
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()函数:
socket.socket([family[, type[, proto]]])
参数
family: 套接字家族可以使AF_UNIX或者AF_INET
type: 套接字类型可以根据是面向连接的还是非连接分为SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM
protocol: 一般不填默认为0。
通信流程
#######server端########## import socket sk = socket.socket() address = ('127.0.0.1', 8000) sk.bind(address) sk.listen(3) while True: conn, addr = sk.accept() while True: try: data = conn.recv(1024) print(str(data, 'utf8')) if not data: break inp = input(">>>") conn.send(bytes(inp, 'utf8')) except Exception: break conn.close() ##########Client端########### import socket sk = socket.socket() address = ('127.0.0.1', 8000) sk.connect(address) while True: inp = input(">>>") if inp == "exit": break sk.send(bytes(inp, 'utf8')) data = sk.recv(1024) print(str(data, 'utf8')) sk.close()
Socket内建方法
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<br>
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<br>
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
实例
#########Server端########## import socket import subprocess sk = socket.socket() address = ('127.0.0.1', 8000) sk.bind(address) sk.listen(3) while True: conn, addr = sk.accept() while True: try: data = conn.recv(1024) except Exception: break if not data: break # print(str(data, 'utf8')) # data = str(data, 'utf8')#解码同decode obj = subprocess.Popen(data.decode('utf8'), shell=True, stdout=subprocess.PIPE) ssh_result = obj.stdout.read() result_len = bytes(str(len(ssh_result)),'utf8') conn.send(result_len) conn.send(ssh_result) conn.close() #########Client######### import socket sk = socket.socket() address = ('127.0.0.1', 8000) sk.connect(address) while True: inp = input(">>>") if inp == "exit": break sk.send(bytes(inp, 'utf8')) result_len = int(str(sk.recv(1024), 'utf8')) print(result_len) data = bytes() while len(data) != result_len: recv = sk.recv(1024) data += recv print(str(data, 'gbk')) sk.close()
文件上传
Server
import socket import os sk = socket.socket() address = ('127.0.0.1', 8000) sk.bind(address) sk.listen(3) BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)) while True: conn, addr = sk.accept() while True: data = conn.recv(1024) cmd, file_name, file_size = str(data, 'utf8').split('|') path = os.path.join(BASE_DIR, 'model', file_name) file_size = int(file_size) f = open(path, 'ab') has_recv = 0 while has_recv != file_size: data = conn.recv(1024) f.write(data) has_recv += len(data) f.close()
Client
import socket import os sk = socket.socket() address = ('127.0.0.1', 8000) sk.connect(address) BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)) while True: inp = input(">>>>").strip() path = os.path.join(BASE_DIR, inp) file_name = os.path.basename(path) file_size = os.stat(path).st_size file_info = 'post|%s|%s' % (file_name, file_size) sk.sendall(bytes(file_info, 'utf8')) f = open(path, 'rb') has_sent = 0 while has_sent != file_size: data = f.read(1024) sk.sendall(data) has_sent += len(data) f.close() print("上传成功")
socketserver
socketserver模块简化了网络编程服务程序的任务,同时SocketServer模块也是Python标准库中很多服务器框架的基础。
学习它的最好办法是自己浏览一遍它的源码。
首先先看一下如何去运用
import socketserver class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler): def handle(self): print("服务端启动") while True: conn = self.request while True: data = conn.recv(1024) print(str(data, 'utf8')) inp = input(">>>>>") conn.sendall(bytes(inp, 'utf8')) conn.close() if __name__ == '__main__': server = socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1', 8080), MyServer) server.serve_forever() server
import socket sk = socket.socket() address = ('127.0.0.1', 8080) sk.connect(address) print("客户端启动") while True: inp = input(">>>>>") sk.sendall(bytes(inp, 'utf8')) if inp == "q": break data = sk.recv(1024) print(str(data, 'utf8')) sk.close()
此代码简单的实现了server端能同时和多个client聊天的功能。
我们在看源码前,首先要明确的是它分了几个类及每个类的功能作用等。
There are five classes in an inheritance diagram, four of which represent
synchronous servers of four types:
下面的就不一一详细说了,想要了解的更透彻,还是看一遍源码吧。
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。