python+socket实现网络信息交互及文件传输
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2022-04-29 20:46:26
Socket 网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换,这个连接的一端称为一个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。 Python 提供了两个级别访问的网络服务。: 低级别的网络服务 ......
socket
网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换,这个连接的一端称为一个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。
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。
注意:以下实例中全部使用本地局域网 若想实现外网传输 在有路由器的情况下需首先向运营商申请公网动态ip 然后添加内网映射等操作
socket()函数
python 中,我们用 socket()函数来创建套接字,语法格式如下:
import socket
socket.socket(family=af_inet, type=sock_stream, proto=0, fileno=none)#所给即为默认参数
参数
family:
- socket.af_inet ipv4(默认)
- socket.af_inet6 ipv6
- socket.af_unix 只能够用于单一的unix系统进程间通信
type:
- socket.sock_stream 流式socket, for tcp (默认)
- socket.sock_dgram 数据报式socket, for udp
- socket.sock_raw 原始套接字
- socket.sock_rdm 可靠udp形式
- socket.sock_seqpacket 可靠的连续数据包服务
protocol:
- 0:默认,可以省略
- can_raw或can_bcm:地址族为af_can时
socket 对象(内建)方法
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.recvfrom() | 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 |
简单的信息交互实例(tcp):
服务端 socket_server.py
import socket #默认tcp方式传输 sk=socket.socket() #绑定ip与端口 ip_port=('127.0.0.1',8888) #绑定监听 sk.bind(ip_port) #最大连接数 sk.listen(5) #不断循环 接受数据 while true: #提示信息 print("正在等待接收数据。。。。") #接受数据 连接对象与客户端地址 conn, address = sk.accept() #定义信息 msg = "连接成功" #返回信息 #注意 python3.x以上,网络数据的发送接收都是byte类型 #如果发送的数据是str型,则需要编码 conn.send(msg.encode()) #不断接收客户端发来的消息 while true: #接收客户端消息 data = conn.recv(1024) print(data.decode()) #接收到退出指令 if data == b'exit': break #处理客户端信息 本实例直接将接收到的消息重新发回去 conn.send(data) #主动关闭连接 conn.close()
客户端 socket_client.py
import socket #服务端为tcp方式,客户端也采用tcp方式 默认参数即为tcp client = socket.socket() #访问的服务器的ip和端口 ip_port=('127.0.0.1',8888) #连接主机 client.connect(ip_port) #定义发送消息循环 while true: # 接受主机信息 每次接收缓冲区1024个字节 data = client.recv(1024) # 打印接受的数据 print(data.decode()) msg_input = input("请输入发送的消息:") client.send(msg_input.encode()) if msg_input == 'exit': break
运行结果:
服务端
客户端
但是这种tcp方式我们可以发现一次只能有一个客户端在运行,我们可以使用更强大的socketserver包来实现非堵塞型tcp连接
非堵塞型信息交互实例(tcp)
相对于上面堵塞型实例,我们仅需要修改服务端文件即可实现多个客户端与服务端信息交互
socket_server_tcp2.py
#非阻塞模块 import socketserver #首先我们需要定义一个类 class mysocketserver(socketserver.baserequesthandler): #首先执行setup方法,然后执行handle方法,最后执行finish方法 #如果handle方法报错,则会跳过 #setup与finish无论如何都会执行 #一般只定义handle方法即可 def setup(self): pass def handle(self): #定义连接变量 conn=self.request # 提示信息 print("连接成功") #发送消息定义 msg="hello world!" #发送消息 conn.send(msg.encode()) #进入循环 不断接收客户端消息 while true: #接收客户端消息 data=conn.recv(1024) #打印消息 print(data.decode()) if data==b'exit': break conn.send(data) conn.close() def finish(self): pass if __name__=='__main__': # 提示信息 print("正在等待接收数据。。。。") #创建多线程实例 server=socketserver.threadingtcpserver(("127.0.0.1",8888),mysocketserver) #开启异步多线程,等待连接 server.serve_forever()
接着我们可以测试,首先运行socket_server_tcp2.py,然后发现现在可以同时运行多个socket_client.py与服务端进行通信
udp通信实例
总所周知udp是不可靠的传输协议
服务端socket_server_udp.py
import socket #创建实例 并指定udp参数 sk = socket.socket(type=socket.sock_dgram) #定义绑定的ip和port ip_port = ('127.0.0.1',8888) #绑定监听 sk.bind(ip_port) print("正在等待接收数据") #循环接收数据 while true: #接收数据 data = sk.recv(1024) #打印数据 print(data.decode())
客户端socket_client_udp
import socket #实例化对象 sk = socket.socket(type=socket.sock_dgram) #定义需要连接的的ip和port ip_port = ('127.0.0.1',8888) #循环输入数据 while true: #输入发送的信息 msg_input = input("请输入发送的消息:") # 接收到退出指令 if msg_input == b'exit': break #与tcp不同 udp使用sendto函数来发送消息 sk.sendto(msg_input.encode(),ip_port) sk.close()
结果:
服务端
客户端
文件传输实例:
文件传输其实就是比信息交互多了文件io操作
文件接收端(服务端)file_receive.py:
import socket #实例化 sk = socket.socket() #定义连接的ip和port ip_port = ('127.0.0.1',9999) #绑定端口 sk.bind(ip_port) #最大连接数 sk.listen(5) #进入循环接收数据 conn, address = sk.accept() print("文件接收开始") while true: with open('file','ab') as f: #接收数据 data = conn.recv(1024) if data == b'quit': break #写入文件 f.write(data) #接受完成标志 conn.send('success'.encode()) print("文件接收完成") #关闭连接 sk.close()
文件发送端(客户端)file_send.py:
import socket #实例化 sk = socket.socket() #定义连接的ip和port ip_port = ('127.0.0.1',9999) #服务器连接 sk.connect(ip_port) #文件上传 #打开文件 with open('d:\pythonwork\socket\socket_server_tcp2.py','rb') as f: #按每一段分割文件上传 for i in f: sk.send(i) #等待接收完成标志 data=sk.recv(1024) #判断是否真正接收完成 if data != b'success': break #给服务端发送结束信号 sk.send('quit'.encode())
进行测试,首先运行file_receive.py 然后运行file_send.py 可以发现文件传输成功
打开file文件 可以发现写入成功 这就实现了简单的文件传输操作