Python Socket 网络通信详解

2022-12-15 362

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简介： Python Socket 网络通信详解

Python 模块 Socket 网络通信

文章目录

1. socket介绍

2. Socket 类型

3. Socket 函数

3.1 服务器端 Socket 函数

3.2 客户端 Socket 函数

3.3 公共 Socket 函数

4. Socket 编程思想

4.1 操作ip

4.2 操作端口

4.3 TCP 服务器

4.4 TCP 客户端

5. 练习

5.1 示例1

5.2 示例2

打印程序服务端

打印程序客户端

1. socket介绍

Python 提供了两个基本的 socket 模块：

Socket 它提供了标准的BSD Socket API。
SocketServer 它提供了服务器重心，可以简化网络服务器的开发。

2. Socket 类型

套接字格式：socket(family, type[,protocal]) 使用给定的套接族，套接字类型，协议编号（默认为0）来创建套接字。

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

创建UDP Socket：

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

3. Socket 函数

TCP发送数据时，已建立好TCP链接，所以不需要指定地址，而UDP是面向无连接的，每次发送都需要指定发送给谁。
服务器与客户端不能直接发送列表，元素，字典等带有数据类型的格式，发送的内容必须是字符串数据。

3.1 服务器端 Socket 函数

3.2 客户端 Socket 函数

3.3 公共 Socket 函数

4. Socket 编程思想

4.1 操作ip

127.0.01 本地测试ip
0.0.0.0  局域网可用ip
192.168.1.0 网段
192.168.1.1  网关
192.168.1.255 广播地址

In [1]: import socket
#获取主机名
In [2]: socket.gethostname()
Out[2]: 'localhost.localdomain'
# 通过主机名解析ip
In [3]: socket.gethostbyname('localhost.localdomain')
Out[3]: '127.0.0.1'
In [4]: socket.gethostbyname('localhost')
Out[4]: '127.0.0.1'
In [3]: socket.gethostbyname('www.baidu.com')
Out[3]: '180.101.49.11'
#十进制转换二进制
In [5]: socket.inet_aton('192.168.1.190')
Out[5]: '\xc0\xa8\x01\xbe'
#二进制转换十进制
In [8]: socket.inet_ntoa('\xc0\xa8\x01\xbe')
Out[8]: '192.168.1.190'
#十进制转换二进制
In [11]: socket.inet_pton(socket.AF_INET, '192.168.1.190')
Out[11]: '\xc0\xa8\x01\xbe'
#二进制转换十进制
In [15]: socket.inet_ntop(socket.AF_INET, '\xc0\xa8\x01\xbe')
Out[15]: '192.168.1.190'

4.2 操作端口

应用层端口：1–65535

众所周知的服务端口：1–255

系统端口：256–1023

In [16]: socket.getservbyname('mysql')
Out[16]: 3306
In [17]: socket.getservbyname('http')
Out[17]: 80

4.3 TCP 服务器

1、创建套接字，绑定套接字到本地IP与端口

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind()

2、开始监听链接

s.listen()

3、进入循环，不断接受客户端的链接请求

While True:
    s.accept()

4、接收客户端传来的数据，并且发送给对方发送数据

s.recv()
s.sendall()

5、传输完毕后，关闭套接字

s.close()

4.4 TCP 客户端

1、创建套接字并链接至远端地址

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect()

2、链接后发送数据和接收数据

s.sendall()
s.recv()

3、传输完毕后，关闭套接字

5. 练习

5.1 示例1

服务器端代码

import socket
HOST = '192.168.1.100'
PORT = 8001
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind((HOST, PORT))
s.listen(5)
print 'Server start at: %s:%s' %(HOST, PORT)
print 'wait for connection...'
while True:
    conn, addr = s.accept()
    print 'Connected by ', addr
    while True:
        data = conn.recv(1024)
        print data
        conn.send("server received you message.")
# conn.close()

客户端代码

import socket
HOST = '192.168.1.100'
PORT = 8001
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect((HOST, PORT))
while True:
    cmd = raw_input("Please input msg:")
    s.send(cmd)
    data = s.recv(1024)
    print data
    #s.close()

$ python soc2.py
Please input msg:ls
server received you message.
Please input msg:hello
server received you message.

$ python test1.py
Server start at: 192.168.211.15:80
wait for connection...
Connected by  ('192.168.211.15', 44079)
ls
hello

5.2 示例2

打印程序服务端

server2.py

#!/usr/bin/env python3
import socket
HOST = '127.0.0.1'  # 标准的回环地址 (localhost)
PORT = 65432        # 监听的端口 (非系统级的端口: 大于 1023)
with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as s:
    s.bind((HOST, PORT))
    s.listen()
    conn, addr = s.accept()
    with conn:
        print('Connected by', addr)
        while True:
            data = conn.recv(1024)
            if not data:
                break
            conn.sendall(data)

解说：

socket.socket() 创建了一个 socket 对象，并且支持 context manager type，你可以使用 with语句，这样你就不用再手动调用 s.close() 来关闭 socket 了。

with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as s:
    pass  # Use the socket object without calling s.close().

bind() 用来关联 socket 到指定的网络接口（IP 地址）和端口号，bind() 方法的入参取决于 socket地址族，在这个例子中我们使用了 socket.AF_INET (IPv4)，它将返回两个元素的元组：(host, port)。host可以是主机名称、IP 地址、空字符串，如果使用 IP 地址，host 就应该是 IPv4 格式的字符串，127.0.0.1 是标准的IPv4 回环地址，只有主机上的进程可以连接到服务器，如果你传了空字符串，服务器将接受本机所有可用的 IPv4 地址端口号应该是1-65535 之间的整数（0是保留的），这个整数就是用来接受客户端链接的 TCP 端口号，如果端口号小于1024，有的操作系统会要求管理员权限。

listen() 方法调用使服务器可以接受连接请求，这使它成为一个「监听中」的 socket

listen() 方法有一个 backlog 参数。它指定在拒绝新的连接之前系统将允许使用的未接受的连接数量。从 Python 3.5 开始，这是可选参数。如果不指定，Python 将取一个默认值。如果你的服务器需要同时接收很多连接请求，增加 backlog 参数的值可以加大等待链接请求队列的长度，最大长度取决于操作系统。比如在 Linux 下，参考 /proc/sys/net/core/somaxconn

accept() 方法阻塞并等待传入连接。当一个客户端连接时，它将返回一个新的 socket 对象，对象中有表示当前连接的 conn和一个由主机、端口号组成的 IPv4/v6 连接的元组，这里必须要明白我们通过调用 accept() 方法拥有了一个新的 socket对象。这非常重要，因为你将用这个 socket 对象和客户端进行通信。和监听一个 socket 不同的是后者只用来授受新的连接请求。

从 accept() 获取客户端 socket 连接对象 conn 后，使用一个无限 while 循环来阻塞调用conn.recv()，无论客户端传过来什么数据都会使用 conn.sendall() 打印出来，如果 conn.recv()方法返回一个空 byte 对象（b’'），然后客户端关闭连接，循环结束，with 语句和 conn 一起使用时，通信结束的时候会自动关闭socket 链接。

打印程序客户端

#!/usr/bin/env python3
import socket
HOST = '127.0.0.1'  # 服务器的主机名或者 IP 地址
PORT = 65432        # 服务器使用的端口
with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as s:
    s.connect((HOST, PORT))
    s.sendall(b'Hello, world')
    data = s.recv(1024)
print('Received', repr(data))

运行：

第一步

$ python3.8 server1.py

第二步：

$ python3.8 client2.py 
Received b'Hello, world'

第三步

$ python3.8 server1.py
Connected by ('127.0.0.1', 47816)

参考：

Python Socket 网络通信详解

Python 模块 Socket 网络通信

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1. socket介绍

2. Socket 类型

3. Socket 函数

3.1 服务器端 Socket 函数

3.2 客户端 Socket 函数

3.3 公共 Socket 函数

4. Socket 编程思想

4.1 操作ip

4.2 操作端口

4.3 TCP 服务器

4.4 TCP 客户端

5. 练习

5.1 示例1

5.2 示例2

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2. Socket 类型

3. Socket 函数

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3.2 客户端 Socket 函数

3.3 公共 Socket 函数

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