socket編程

時間 2019-12-07

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1.socket編程的概念

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；html
socket起源於Unix，而Unix/Linux基本哲學之一就是「一切皆文件」，socket就是該模式的一個實現，socket便是一種特殊的文件，一些socket函數就是對其進行的操做；編程
線程之間的通訊形式有：event時間，lock鎖，信號量，queue隊列等，而進程之間的通訊，通常使用套接字，套接字的IPC方式使得跨平臺之間的進程通訊成爲可能，最先的socket是在BSD-Unix平臺上發佈，最終成爲了行業標準，使得計算機之間的通訊變得很是簡單；緩存

# 客戶端示例代碼

import socket
# socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM默認參數
socket_instance = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
socket_instance.connect(('www.baidu.com', 80))

2.socket( )類詳解

套接字格式：socket(family, type[,protocal])使用給定的套接字、套接字類型、協議編號（默認爲0）來建立套接字；服務器
socket.AF_UNIX：用於同一臺機器上的進程通訊（既本機通訊）；網絡
socket.AF_INET：用於服務器與服務器之間的網絡通訊；socket
socket.AF_INET6：基於IPV6方式的服務器與服務器之間的網絡通訊；函數
socket.SOCK_STREAM：基於TCP的流式socket通訊；編碼
socket.SOCK_DGRAM：基於UDP的數據報式socket通訊；操作系統
socket.SOCK_RAW：原始套接字，普通的套接字沒法處理ICMP、IGMP等網絡報文，而SOCK_RAW能夠，其次SOCK_RAW也能夠處理特殊的IPV4報文，此外，利用原始套接字，能夠經過IP_HDRINCL套接字選項由用戶構造IP頭；線程
socket.SOCK_SEQPACKET：可靠的連續數據包服務；

3.如何編寫服務器socket端

接下來咱們講解一下TCP服務端和TCP客戶端代碼示例，你們記得看代碼的註釋，方便你們理解代碼：

# TCP服務端代碼示例

import socket
from pprint import pprint

# 建立TCP鏈接
socket_instance = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# bind方法的參數是ip和端口組成的元組表示address
socket_instance.bind(('127.0.0.1', 9000))

# 操做系統能夠掛起的最大鏈接數，若是同一時間的鏈接數超過5，拒絕其餘的鏈接
socket_instance.listen(5)

# 死循環，循環接收新的客戶端鏈接
while True:
    # 接收客戶端的請求，且獲取新socket對象和客戶端信息
    new_socket, client_addr = socket_instance.accept()  # 阻塞，等待握手

    # 循環接收已鏈接的客戶端發送的數據
    while True:
        # 從緩存區中讀取1024字節信息 ，使用decode()方法進行解碼
        data = new_socket.recv(1024).decode()   # 阻塞的
        # 返回客戶端的一下信息
        pprint(data)
        # 返回客戶端地址 ('127.0.0.1', 51978)
        pprint(client_addr)
        # 把服務器的數據發送回客戶端，使用encode()方法把字符串編碼成二進制
        new_socket.sendall('服務器端已經拿到你的消息'.encode())

# TCP客戶端代碼實現

import socket
# 建立TCP鏈接
socket_instance = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
socket_instance.connect(('127.0.0.1', 9000))   # 進行三次握手
while True:
    cmd = input("請輸入您想說的話:")
    socket_instance.send(cmd.encode())   # 把數據發送到服務端
    data = socket_instance.recv(1024)  
    print(data.decode())

如今咱們已經把TCP的服務端和客戶端都寫好了（寫在兩個不一樣的.py文件中），那咱們來運行代碼看一下效果，首先運行服務器端代碼的.py文件(鼠標右鍵->Run test.py)，而後再運行客戶端代碼(鼠標右鍵->Run test1.py)，客戶端會提示要咱們輸入想說的話，如圖：

須要注意的是咱們不能經過TCP的客戶端鏈接UDP服務器，也不能經過UDP的客戶端鏈接TCP的服務器，也就是客戶端和服務端的socket協議必須同樣

4.UDP服務器和客戶端端代碼實現

# UDP服務器端代碼實現

import socket
# 建立UDP鏈接
socket_instance = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
socket_instance.bind(('127.0.0.1', 9000))

# 循環接收新的客戶端鏈接
while True:
    # 接收客戶端的請求，且獲取新socket對象和客戶端信息
    data, client_addr = socket_instance.recvfrom(1024)
    print(data.decode())
    socket_instance.sendto('Server has receive your data'.encode(), client_addr)

# UDP客戶端代碼實現

import socket

# 建立socket實例
socket_instance = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

while True:
    data = input("請輸入您想說的話:")
    socket_instance.sendto(data.encode(), ('127.0.0.1', 9000))
    data, server_addr = socket_instance.recvfrom(1024)
    print(data.decode())

而後依次運行服務器端代碼和客戶端代碼，步驟和TCP中的運行差很少

5.UDP 服務器端的實現步驟

1.建立 socket 對象；

2.向socket 對象綁定服務器地址；

3.進入與客戶端交互數據的循環階段；

4.接收客戶端發來的數據（包括 bytes 對象 data，以及客戶端的 IP 地址和端口號 addr，其中 addr 爲二元組 (host, port)；

5.打印接收信息，表示從地址爲 addr 的客戶端接收到數據）；

6.關閉；

6.UDP客戶端的實現步驟

1.建立 socket 對象；

2.初始化 UDP 服務器的地址；

3.進入與服務器交互數據的循環階段；

4.等待用戶輸入數據；

5.向服務器端發送接收數據；

6.關閉套接字，再也不向服務器發送數據；

7.TCP 和UDP的區別有哪些

TCP傳輸數據使用字節流的方式傳輸，而UDP是數據報傳輸；
TCP對網絡條件要求高，而UDP更適合實時傳輸；
TCP編程能夠保證傳輸的可靠性，UDP則不保證；
TCP會產生粘包現象，而UDP則容易丟包；
TCP使用listen方法和accpet方法，而UDP不須要；
TCP使用recv方法和send方法，而UDP使用recvfrom方法和sendto方法；

8.服務器端socket實例對象建立鏈接的方法有：

bind()：將套接字綁定到地址，在AF_INET下，以tuple(host, port)的方式傳入；
listen()：開始監聽TCP傳入鏈接；
accept()：接受TCP連接並返回（new_socket, address），其中new_socket是新的套接字對象，能夠用來接收和發送數據，address是連接客戶端的地址；