socket、tcp/ip協議、udp協議

socket一般也稱做"套接字"，用於描述IP地址和端口，是一個通訊鏈的句柄，應用程序一般經過"套接字"向網絡發出請求或者應答網絡請求。

socket起源於Unix，而Unix/Linux基本哲學之一就是「一切皆文件」，對於文件用【打開】【讀寫】【關閉】模式來操做。 socket就是該模式的一個實現，socket是一種特殊的文件，一些socket函數就是對其進行的操做（打開、讀/寫IO、關閉）。

socket和file的區別：

文件是都是在同一臺計算機上，兩個進程之間傳輸數據。

socket能夠實如今不一樣的計算機之間傳輸數據，也就是網絡傳輸數據。好比說qq、打開一個網頁，這些都是socket來實現通訊的。

那網絡通訊呢又要說到tcp/ip協議和udp協議，socket裏面已經封裝好了upd和tcp/ip協議，直接使用就能夠了。

簡單說下tcp/ip協議是幹嗎的，網絡剛出來的時候，一片混亂，那要傳輸數據就得你們都遵照一個規則，你們都按照這個，而後就出現了tcp/ip協議。也許你聽過3次握手，4次斷開，說的就是tcp/ip鏈接的一個過程。加入a計算機要和b計算機通訊，過程是這樣的

a：在嗎，我能夠連你嗎
b：在，你連吧
a：好的，我要給你發數據了

#這就是3次握手，這就創建好通道了，兩臺計算機就能夠進行通行了。

那麼4次斷開是什麼呢

a：我要和你斷開了
b：好的，你斷開吧
b：關閉通道
a：關閉通道

爲何關閉2次呢，由於兩端要互相傳數據，挖了兩條路，一條路用來b給a傳數據，另一條是a給b傳數據，因此是2次關閉，各自關閉各自的通道。這兩條路呢，就有個次叫全雙工，就是兩邊均可以互相發送數據，若是隻有一端能夠發送數據，那就叫單工。

下面這個圖，就能夠看到創建鏈接的過程和傳輸數據的過程，以及斷開的過程。

 

而udp協議就比較簡單了，沒有那麼複雜的斷開和鏈接，不須要3次握手，不須要肯定客戶端、服務端是否能收到，tcp/ip是必須創建好鏈接以後，才能發數據，而udp是無鏈接的，知道ip和端口號直接就是發，它比tcp/ip快，可是不安全。

upd就像寫信同樣，有可能在路上就沒有了，對方沒有收到。而tcp/ip就像打電話同樣，必須得接通才能說話。

下面是udp server端的代碼：

 

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import socket   ''' 使用UDP協議時，不須要創建鏈接，只須要知道對方的IP地址和端口號，就能夠直接發數據包。可是，能不能到達就不知道了。   雖然用UDP傳輸數據不可靠，但它的優勢是和TCP比，速度快，對於不要求可靠到達的數據，就可使用UDP協議。   咱們來看看如何經過UDP協議傳輸數據。和TCP相似，使用UDP的通訊雙方也分爲客戶端和服務器。服務器首先須要綁定端口 綁定端口和TCP同樣，可是不須要調用listen()方法，而是直接接收來自任何客戶端的數據 ''' # ipv4        SOCK_DGRAM指定了這個Socket的類型是UDP s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # 綁定 客戶端口和地址: s.bind(('127.0.0.1', 9999))#綁定9999端口號 print('開始聊天了') while True: # 接收數據 自動阻塞 等待客戶端請求: data, addr = s.recvfrom(1024) #接收客戶端發過來的數據和ip地址 data = data.decode() print('客戶端的ip信息',addr) print('發過來的數據 %s'%data) msg = input('你的回覆：') #這個是我們返回的數據 s.sendto(msg.encode(), addr)#把數據發送給客戶端 # recvfrom()方法返回數據和客戶端的地址與端口，這樣，服務器收到數據後，直接調用sendto()就能夠把數據用UDP發給客戶端。

下面是client端的代碼

 

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import socket ''' 客戶端使用UDP時，首先仍然建立基於UDP的Socket，而後不須要鏈接，直接經過sendto()給服務器發數據： ''' s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) data = input('data:') s.sendto(data.encode(), ('127.0.0.1', 9999))# # 發送數據: recv = s.recv(1024) #返回的數據 print(recv.decode()) # 接收數據: s.close()

先運行server端的代碼再運行client的向server端發送數據，server端再返回數據，作一個簡單的聊天的小程序，結果以下

 

下面是tcp/ip協議的代碼，server端代碼：

 

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import socket sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #創建一個tcp/ip scoket sock.bind(('127.0.0.1',9999)) #綁定端口號 sock.listen(128)#監聽,同時能連多少個客戶端 while True: print('開始等待下一個客戶端過來。。。') client,addr = sock.accept() #接收到客戶端的socket，和地址 print('接收到 client數據',addr) while True: # data = client.recv(1024)#獲取到客戶端的數據 data = data.decode() if not data or data=='bye': #若是沒有發送過來數據就表明客戶端close了，或者發過來bye表明鏈接要斷開 print('服務結束',addr) client.close()#斷開鏈接，爲下一個服務 break else:#若是他還在發送的話 print('發過來的', data) msg = input('回覆：') client.send(msg.encode())  # 數據 sock.close()

 

#下面是客戶端鏈接服務端的代碼

 

 

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import socket   s = socket.socket() s.connect(('127.0.0.1',9999))  #鏈接服務端 while True:# data = input('data:') s.send(data.encode())#發送數據 recv = s.recv(1024).decode() print(recv) if data=='close': break s.close()

你們可能會想，學這個有啥用呢，其實這些web框架底層就是這麼實現的，好比說django、flask這些，會了socket，咱們也能夠本身開發一個web框架。固然如今只能一次給一個客戶端服務，用了多線程或者多進程就能夠爲多個客戶端來服務了。

服務端運行結果

下面用多線程，每次有客戶端連過來就啓動一個線程來服務，這樣就能夠爲多個客戶端服務了，用threading模塊啓動一個線程，來一個請求就啓動一個線程爲他服務，代碼以下：

 

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import socket,threading   class SocketServer: def __init__(self): sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 創建一個tcp/ip scoket sock.bind(('127.0.0.1', 9999))  # 綁定端口號 sock.listen(128)  # 監聽 self.sock = sock def start_server(self): while True: print('開始等待個客戶端過來') client,addr = self.sock.accept() print('客戶【%s】過來了',addr) t = threading.Thread(target=self.client_recv,args=(client,addr)) t.start()   def client_recv(self,client,addr): while True: data = client.recv(1024)  # 獲取到客戶端的數據 data = data.decode() if not data or data == 'bye': # 若是沒有發送過來數據就表明客戶端close了，或者發過來bye表明鏈接要斷開 print('服務結束', addr) client.close()  # 斷開鏈接，爲下一個服務 break else:  # 若是他還在發送的話 print('發過來的', data) msg = '統一回復，人不在' client.send(msg.encode())  # 數據   if __name__ == '__main__':      t = SocketServer() t.start_server()