Python中常用网络编程模块

简介: Python中常用网络编程模块

一、网络基础

网络由下往上分为:物理层、数据链路层、网络怪、传输层、会话层、表示层和应用层。

TCP/IP协议是传输层协议,主要解决数据如何在网络中传输;socket则是对TCP/IP协议的封装,它本身不是协议,而是一个调用接口;

HTTP、FTP是应用协议,主要解决如何包装数据;

TCP连接的三次握手:

  • 第一次握手:客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认;
  • 第二次握手:服务器收到syn包,必须确认客户的SYN(ack=j+1),同时自己也发送一个SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态;
  • 第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态,完成三次握手。

利用Socket建立网络连接的步骤(一对套接字连接过程):
1、服务器监听:服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字,而是处于等待连接的状态,实时监控网络状态,等待客户端的连接请求。
2、客户端请求:指客户端的套接字提出连接请求,要连接的目标是服务器端的套接字。
  为此,客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字,指出服务器端套接字的地址和端口号,然后就向服务器端套接字提出连接请求。
  3、连接确认:当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时,就响应客户端套接字的请求,建立一个新的线程,把服务器端套接字的描述发给客户端,一旦客户端确认了此描述,双方就正式建立连接。
而服务器端套接字继续处于监听状态,继续接收其他客户端套接字的连接请求。

TCP和UDP的区别:

  • TCP是面向连接的,连接经过了三次握手,很大程度的保证了连接的可靠性;
    -UDP传送数据前并不与对方建立连接,对收到的数据也不发送触诊信号,因此UDP的开销更小,数据传输速率更高。QQ是就采用的UPD协议传输,而相似的MSN采用的是TCP协议传输。

二、socket模块

网络服务都是建立在socket基础之上的,socket是网络连接端点,是网络的基础;每个socket都被绑定到指定的IP和端口上;

1、首先使用socket(family=AF_INET,type=SOCK_STREAM,proto)函数创建一个对象;

family 地址参数,还可以有AF_INET6,AF_UNIX;
type socket类型;
proto 协议类型,可选参数

创建成功后用bind('127.0.0.1',1051)绑定ip地址和端口,如果地址为空则表示本机;

2、socket对象方法:

bind('127.0.0.1',1051)    绑定ip地址和端口,如果地址为空则表示本机;
    listen(backlog)          监听所有socket对象创建的连接,backlog指定连接队列数,最小为1,最大一般为5;
    connect(address)
    connect_ex(address)      两个都可以连接到服务端,不同的是第一个返回一个错误,第二个返回一个异常;
    accept()              接收来自客户端的数据,返回一个新的socket对象和客户端地址;
    recv(bufsize,flags)      仅返回所接收的字符串;bufsize指定接收缓冲区的大小,flags为可选参数,表示接收标志;
    recvfrom(bufsize,flags)    返回所接收的字符串和地址;
    send(string,flags)       向已经连接的socket发送数据;
    sendall(string,flags)      与send不同的是将会一直发送完全部数据;
    sendto(string,flags,address)可以向一个未连接的socket发送数据;
    makefile(mode,bufsize)     将socket关联到文件对象上,两个参数都是可选的,mode文件模式,bufsize缓冲区大小;
    close()                 完成通信后,应使用close方法关闭网络连接;

服务器端实例

import socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
sock.bind('127.0.0.1',20178)
sock.listen(5)
conn,address = sock.accept()
print('connect by ',address)
while True:
    data = conn.recv(100)
    if not data:break
    print(data)
    conn.send("anydata")
sock.close()

客户端实例

import socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)  #与服务端相同
sock.connect('127.0.0.1',20178)
sock.send("data")
data = sock.recv(98)
print('recieved ',data)
sock.close()

可用select模块来实现多个并发的交互

# 服务端实例
import socket
import select
import queue

sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
sock.setblocking(False)   #设置为非阻塞服务
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
sock.bind('127.0.0.1',20178)
sock.listen(10)
rlists = [sock]
wlists = []
msg_que = {
   }
timeout = 20

while rlists:
    rs,ws,es = select.select(rlists,wlists,rlists,timeout)
    if not (rs or ws or es):
        print('timeout...')
        break
    for s in rs:
        if s is sock:
            conn,address = s.accept()
            conn.setblocking(False)
            rlists.append(conn)
            msg_que[conn] = queue.Queue()
        else:
            data = s.recv(1024)
            if data:
                print(data)
                msg_que[s].put(data)
                if s not in wlists:
                    wlists.append(s)
            else:
                if s in wlists:
                    wlists.remove(s)
                rlists.remove(s)
                s.close()
                del msg_que[s]
    for s in ws:
        try:
            msg = msg_que[s].get_nowait()
        except queue.Empty:
            wlists.remove(s)
    for s in es:
        print('except ',s.getpeername())
        if s in rlists:
            rlists.remove(s)
        if s in wlists:
            wlists.remove(s)
        s.close()
        del msg_que[s]

三、httplib模块

httplib模块内提供了HTTPConnection对象和HTTPRresponse对象;

当创建一个HTTPConnection对象时可用方法有:

1、request(method,url,body,headers) 向服务器发送请求;

  • method 方法,有"GET","POST"等待连接

  • body 发送的数据

  • headers 发送的HTTP头

2、getresponse() 返回一个HTTPResponse对象;

3、close() 关闭与服务器的连接;

4、send(data) 发送数据;

5、putrequest(request,selector,skip_host,skip_accep_encoding) 向服务器发送请求;

  • request 所发送的操作;

  • selector 进行操作的URL;

  • skip_host 若为True则禁止自动发送"POST";

  • skip_accep_encoding 若为True则禁止自动发送"Accept-Encoding:headers"

6、putheader(headers,argument,...)

  • headers 发送的HTTP头;

  • argument 发送的参数;

7、endheaders()

HTTPResponse 对象方法:

 1、read() 获得服务器的响应主体;

 2、getheader(name,default) 获取服务器响应的HTTP头;

 3、version() 查看HTTP协议的版本;

 4、status() 查看HTTP协议的状态;

 5、reason()

四、ftp模块

1、FTP(host,user,passwd,acct) 创建一个FTP连接对象,此对象的方法有:


FTP(host,user,passwd,acct)    创建一个FTP连接对象
    getwelcome()             获得FTP服务器的欢迎信息
    abort()                   中断文件传输
    sendcmd(command)          发送命令,command为一个字符串
    voidcmd(command)          发送命令,但没有返回值
    retrbinary(command,callback,maxblocksize,rest) 下载文件(二进制)
        command            由"RETR 文件名  组成"
        callback          回调函数
        maxblocksize      每次传输最大字节数
        rest              文件续传位置
    retrlines(command,callback)下载文件(ASCII)
    storbinary(command,file,blocksize)    以二进制上传文件;
    storlines(command,file)    以ASCII形式上传文件;
    dir()                   获取当前目录的内容列表;
    rename(fromname,toname)    重命名
    delete(filename)        删除文件
    cwd(pathname)            改变当前目录
    mkd(pathname)            创建目录
    rmd(dirname)            删除服务器上的目录
    size(filename)           获取文件大小
    set_pasv(boolean)        设置传输模式
    quit()                
    close()                  关闭服务器的连接
set_debuglevel(level)         设置调试级别
connect(host,port)            配置host
login(user,passwd,acct)       登录

附:可使用poplib模块和smtplib模块收发邮件

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