python-网络编程之socket

目录

什么是 Socket?

主机与端口号

socket模块函数

Socket 对象(内建)方法

TCP

创建TCP服务器

创建TCP客户端

Tcp客户端与服务器进行交互

UDP

创建UDP服务器

创建UDP客户端

UDP服务器与客户端进行交互

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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。Python只支持AF_UNIX，AF_NETLINK，和AF_NET家族。由于只关心网络编程，所以大部分时候，我们都只用AF_INET。

主机与端口号

主机，一般是IP地址，不必多说。

合法的端口号范围为0~65535。其中，小于1024的端口号为系统保留端口。

常用端口号列表网站

闲置udp、tcp端口号

文章的后序代码将使用上图的端口号。

socket模块函数

socket(family, type, proto, fileno)

• 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.
• fileno: 一般不填默认为None.

Socket 对象(内建)方法

函数	描述
服务器端套接字函数
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
客户端套接字函数
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。
面向模块的套接字函数
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.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。
面向文件的套接字函数
s.fileno()	返回套接字的文件描述符。
s.makefile()	创建一个与该套接字相关连的文件

TCP

创建TCP服务器

import socket
import time

IP = '127.0.0.1'
PORT = 6633
DELAY = 2  # 延迟时间


# 将数据返回客户端的Tcp服务器
def TcpServer():
    # 建立一个服务端
    server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 声明socket类型，同时生成链接对象
    server.bind((IP, PORT))  # 绑定要监听的端口
    server.listen(5)  # 开始监听 表示可以使用五个链接排队
    while True:  # conn就是客户端链接过来而在服务端为期生成的一个链接实例
        conn, addr = server.accept()  # 等待链接
        print("连接成功:", conn, addr)
        while True:
            try:
                data = conn.recv(1024)  # 接收数据
                print("接收到:", data)
                conn.sendall(data)  # 然后再发送数据
                print(data, "已发送")
                time.sleep(DELAY)
            except KeyboardInterrupt:
                conn.close()
                print("Tcp 服务器已关闭")
                exit(0)


if __name__ == "__main__":
    TcpServer()

创建TCP客户端

import socket
import time

IP = '127.0.0.1'
PORT = 6633
DELAY = 2  # 延迟时间
DATA = "Hello Socket"


def TcpClient():
    # 建立一个客户端
    client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 声明socket类型，同时生成链接对象
    try:
        client.connect((IP, PORT))  # 建立一个链接
    except ConnectionRefusedError:
        print("服务器无法连接，请确保服务器端已打开。")
        exit(0)
    while True:
        try:
            client.sendall(DATA.encode("utf-8"))
            print(DATA, "已发送")
            data = client.recv(1024)  # 接收一个信息，并指定接收的大小 为1024字节
            print("接收到:", data)
            time.sleep(DELAY)
        except ConnectionAbortedError:
            print("服务器无法连接，请确保服务器端已打开。")
            exit(0)
        except KeyboardInterrupt:
            client.close()
            print("Tcp 客户端已关闭")
            exit(0)


if __name__ == "__main__":
    TcpClient()

Tcp客户端与服务器进行交互

打开两个terminal，先打开服务器，再打开客户端

服务器

客户端

UDP

创建UDP服务器

import socket
import time

IP = '127.0.0.1'
SERVER_PORT = 6632
CLIENT_PORT = 21567
DELAY = 2  # 延迟时间
SERVER_ADDR = (IP, SERVER_PORT)
CLIENT_ADDR = (IP, CLIENT_PORT)


# 将数据返回客户端的Tcp服务器
def UdpServer():
    # 建立一个服务端
    server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)  # 声明socket类型，同时生成链接对象
    server.bind(SERVER_ADDR)  # 绑定要监听的端口
    while True:
        try:
            data = server.recvfrom(1024)  # 接收数据
            print("接收到:", data)
            server.sendto(data[0], CLIENT_ADDR)  # 然后再发送数据
            print(data, "已发送")
            time.sleep(DELAY)
        except KeyboardInterrupt:
            server.close()
            print("Udp 服务器已关闭...")
            exit(0)


if __name__ == "__main__":
    UdpServer()

创建UDP客户端

使用UDP协议时，一个端口只能绑定一次

import socket
import time

IP = '127.0.0.1'
SERVER_PORT = 6632
CLIENT_PORT = 21567
DELAY = 2  # 延迟时间
DATA = "Hello Socket"
SERVER_ADDR = (IP, SERVER_PORT)
CLIENT_ADDR = (IP, CLIENT_PORT)


def UdpClient():
    # 建立一个客户端
    client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)  # 声明socket类型，同时生成链接对象
    client.bind(CLIENT_ADDR)  # 绑定要监听的端口
    while True:
        try:
            client.sendto(DATA.encode("utf-8"), SERVER_ADDR)
            print(DATA, "已发送")
            data = client.recvfrom(1024)  # 接收一个信息，并指定接收的大小 为1024字节
            print("接收到:", data)
            time.sleep(DELAY)
        except KeyboardInterrupt:
            client.close()  # 关闭这个链接
            print("Udp 客户端已关闭")
            exit(0)


if __name__ == "__main__":
    UdpClient()

UDP服务器与客户端进行交互

服务器

客户端