python socket网络编程步骤详解(socket套接字使用)

程序员文章站 2022-04-14 10:24:47

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一、套接字
套接字是为特定网络协议（例如TCP/IP，ICMP/IP，UDP/IP等）套件对上的网络应用程序提供者提供当前可移植标准的对象。它们允许程序接受并进行连接，如发送和接受数据。为了建立通信通道，网络通信的每个端点拥有一个套接字对象极为重要。
套接字为BSD UNIX系统核心的一部分，而且他们也被许多其他类似UNIX的操作系统包括Linux所采纳。许多非BSD UNIX系统（如ms-dos，windows，os/2，mac os及大部分主机环境）都以库形式提供对套接字的支持。
三种最流行的套接字类型是:stream,datagram和raw。stream和datagram套接字可以直接与TCP协议进行接口，而raw套接字则接口到IP协议。但套接字并不限于TCP/IP。

二、套接字模块

套接字模块是一个非常简单的基于对象的接口，它提供对低层BSD套接字样式网络的访问。使用该模块可以实现客户机和服务器套接字。要在python 中建立具有TCP和流套接字的简单服务器，需要使用socket模块。利用该模块包含的函数和类定义，可生成通过网络通信的程序。一般来说，建立服务器连接需要六个步骤。

第1步是创建socket对象。调用socket构造函数。

socket=socket.socket(familly,type)
family的值可以是AF_UNIX(Unix域，用于同一台机器上的进程间通讯)，也可以是AF_INET（对于IPV4协议的TCP和 UDP），至于type参数，SOCK_STREAM（流套接字）或者 SOCK_DGRAM（数据报文套接字）,SOCK_RAW（raw套接字）。

第2步则是将socket绑定（指派）到指定地址上，socket.bind(address)

address必须是一个双元素元组,((host,port)),主机名或者ip地址+端口号。如果端口号正在被使用或者保留，或者主机名或ip地址错误，则引发socke.error异常。

第3步，绑定后，必须准备好套接字，以便接受连接请求。

socket.listen(backlog)
backlog指定了最多连接数，至少为1，接到连接请求后，这些请求必须排队，如果队列已满，则拒绝请求。

第4步，服务器套接字通过socket的accept方法等待客户请求一个连接：
connection,address=socket.accept()
调用accept方法时，socket会进入'waiting'（或阻塞）状态。客户请求连接时，方法建立连接并返回服务器。accept方法返回一个含有俩个元素的元组，形如(connection,address)。第一个元素（connection）是新的socket对象，服务器通过它与客户通信；第二个元素（address）是客户的internet地址。

第5步是处理阶段，服务器和客户通过send和recv方法通信（传输数据）。服务器调用send，并采用字符串形式向客户发送信息。send方法返回已发送的字符个数。服务器使用recv方法从客户接受信息。调用recv时，必须指定一个整数来控制本次调用所接受的最大数据量。recv方法在接受数据时会进入'blocket'状态，最后返回一个字符串，用它来表示收到的数据。如果发送的量超过recv所允许，数据会被截断。多余的数据将缓冲于接受端。以后调用recv时，多余的数据会从缓冲区删除。

第6步，传输结束，服务器调用socket的close方法以关闭连接。

建立一个简单客户连接则需要4个步骤。

第1步，创建一个socket以连接服务器 socket=socket.socket(family,type)
第2步，使用socket的connect方法连接服务器 socket.connect((host,port))
第3步，客户和服务器通过send和recv方法通信。
第4步，结束后，客户通过调用socket的close方法来关闭连接。

python 编写server的步骤：

第一步是创建socket对象。调用socket构造函数。如：
socket = socket.socket( family, type )
family参数代表地址家族，可为AF_INET或AF_UNIX。AF_INET家族包括Internet地址，AF_UNIX家族用于同一台机器上的进程间通信。
type参数代表套接字类型，可为SOCK_STREAM(流套接字)和SOCK_DGRAM(数据报套接字)。

第二步是将socket绑定到指定地址。这是通过socket对象的bind方法来实现的：
socket.bind( address )
由AF_INET所创建的套接字，address地址必须是一个双元素元组，格式是(host,port)。host代表主机，port代表端口号。如果端口号正在使用、主机名不正确或端口已被保留，bind方法将引发socket.error异常。

第三步是使用socket套接字的listen方法接收连接请求。
socket.listen( backlog )
backlog指定最多允许多少个客户连接到服务器。它的值至少为1。收到连接请求后，这些请求需要排队，如果队列满，就拒绝请求。

第四步是服务器套接字通过socket的accept方法等待客户请求一个连接。
connection, address = socket.accept()
调用accept方法时，socket会时入“waiting”状态。客户请求连接时，方法建立连接并返回服务器。accept方法返回一个含有两个元素的元组(connection,address)。第一个元素connection是新的socket对象，服务器必须通过它与客户通信；第二个元素 address是客户的Internet地址。

第五步是处理阶段，服务器和客户端通过send和recv方法通信(传输数据)。服务器调用send，并采用字符串形式向客户发送信息。send方法返回已发送的字符个数。服务器使用recv方法从客户接收信息。调用recv 时，服务器必须指定一个整数，它对应于可通过本次方法调用来接收的最大数据量。recv方法在接收数据时会进入“blocked”状态，最后返回一个字符串，用它表示收到的数据。如果发送的数据量超过了recv所允许的，数据会被截短。多余的数据将缓冲于接收端。以后调用recv时，多余的数据会从缓冲区删除(以及自上次调用recv以来，客户可能发送的其它任何数据)。
传输结束，服务器调用socket的close方法关闭连接。

python编写client的步骤：

创建一个socket以连接服务器：socket = socket.socket( family, type )
使用socket的connect方法连接服务器。对于AF_INET家族,连接格式如下：
socket.connect( (host,port) )
host代表服务器主机名或IP，port代表服务器进程所绑定的端口号。如连接成功，客户就可通过套接字与服务器通信，如果连接失败，会引发socket.error异常。
处理阶段，客户和服务器将通过send方法和recv方法通信。
传输结束，客户通过调用socket的close方法关闭连接。

下面给个简单的例子：

server.py

复制代码代码如下:

if __name__ == '__main__':
import socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.bind(('localhost', 8001))
sock.listen(5)
while True:
connection,address = sock.accept()
try:
connection.settimeout(5)
buf = connection.recv(1024)
if buf == '1':
connection.send('welcome to server!')
else:
connection.send('please go out!')
except socket.timeout:
print 'time out'
connection.close()

client.py

复制代码代码如下:

if __name__ == '__main__':
import socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.connect(('localhost', 8001))
import time
time.sleep(2)
sock.send('1')
print sock.recv(1024)
sock.close()

在终端运行server.py，然后运行clien.py，会在终端打印“welcome to server!"。如果更改client.py的sock.send('1')为其它值在终端会打印”please go out!“，更改time.sleep(2)为大于5的数值，服务器将会超时。

举例：
服务端:

复制代码代码如下:

#socket server端
#获取socket构造及常量
from socket import *
#''代表服务器为localhost
myHost = ''
#在一个非保留端口号上进行监听
myPort = 50007
#设置一个TCP socket对象
sockobj = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
#绑定它至端口号
sockobj.bind((myHost, myPort))
#监听，允许5个连结
sockobj.listen(5)
#直到进程结束时才结束循环
while True:
#等待下一个客户端连结
connection, address = sockobj.accept( )
#连结是一个新的socket
print 'Server connected by', address
while True:
#读取客户端套接字的下一行
data = connection.recv(1024)
#如果没有数量的话，那么跳出循环
if not data: break
#发送一个回复至客户端
connection.send('Echo=>' + data)
#当socket关闭时eof
connection.close( )

客户端:

复制代码代码如下:

import sys
from socket import *
serverHost = 'localhost'
serverPort = 50007
#发送至服务端的默认文本
message = ['Hello network world']
#如果参数大于1的话，连结的服务端为第一个参数
if len(sys.argv) > 1:
serverHost = sys.argv[1]
#如果参数大于2的话，连结的文字为第二个参数
if len(sys.argv) > 2:
message = sys.argv[2:]
#建立一个tcp/ip套接字对象
sockobj = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
#连结至服务器及端口
sockobj.connect((serverHost, serverPort))
for line in message:
#经过套按字发送line至服务端
sockobj.send(line)
#从服务端接收到的数据，上限为1k
data = sockobj.recv(1024)
#确认他是引用的，是'x'
print 'Client received:', repr(data)
#关闭套接字
sockobj.close( )