Python進階三部曲網絡編程

使用Python進行網絡編程時，其實是在Python程序中自己這個進程內，鏈接到指定服務器進程的通訊端口進行通訊，因此網絡通訊也能夠當作兩個進程間的通訊。

提到網絡編程必須提到的一個概念是Socket,Socket是網絡編程的一個抽象概念，一般咱們用一個Socket表示打開了一個網絡鏈接，而打開一個socket須要知道目標計算機的IP地址和端口號，再指定協類型便可。

Python提供了兩個基本的Socket模塊：

1. 提供了標準的BSD Sockets API
2. SocketServer,提供了服務器中心類，能夠簡化網絡服務器的開發。

Socket類型。

套接字格式爲:socket(family,type[,protocal]),使用給定的地鐵，套接字類型，協議編號(默認爲0)來建立套接字。

Socket類型及說明。

Socket類型	描述
socket.AF_UNIX	只可以用於單一的Unix系統進程問通訊
socket.AF_INET	服務器之間網絡通訊
socket.AF_INET6	IPv6
socket.SOCK_STREAM	流式socket,用TCP
socket.SOCK_DGRAM	教據報式socket,用於UDP
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
socket.SOCK_SEOPACKET	可靠的連續數據包服務
建立TCP Socket	s=socket socket( socket.AF_INET,socket SOCK_STREAM)
建立UDP Socket	s=socket.socket(socket.AF_INET,socket SOCK_DGRAM

Socket函數

Socket函數及說明。

Socket函數	描述
-	服務端函數
s.bind(address)	將套接字綁定到地址，在AFINET下，以元組Chost.port) 的形式表示地址
s.listen( backlog )	開始監聽TCP傳人連按。backlog指定在拒絕鏈接以前，操做系統能夠掛起的最大鏈接數量。該值至少爲1，大部分應用程序設爲5就能夠了
s.accept()	接受TCP鏈接開返回(conn,addes )，其中conn 是新的套接字對象，能夠用來接收和發送數據。address是鏈接客戶端的地址
-	客戶端Socket函數
s connect(address )	鏈接到 address 處的套接字。通常 address 的格式爲元組(hostoame,port )，若是鏈接出錯，返回socket.error 錯誤
s.connect_ex(adddress)	功能與conncct(address)相同，可是成功返回0，失敗返同ermno 的值
-	公共Socket函數
s.recv bufsize[,flag)	接受TCP 套接字的數據。數據以字符串形式返回，bufsize 指定要接收的最大數據量。flag提供有關消息的其餘信息，一般能夠忽略
s.send(stringC,flag])	發送TCP數據。將string中的數據發送到鏈接的套接字。返回值是要發送的字節數量，該數量可能小於string 的字節大小
s.sendall(string[,flag])	完整發送TCP 數據。將string 中的數據發送到鏈接的套接字，但在返同以前會嘗試發送全部數據。成功返回None,失敗則拋出異常
s.recvfrom(bufsize[.flag])	接受UDP 套接字的數據。與recv0相似，但返回值是data,addres )。其中data 是包含接收數據的字符串，address是發送數據的套接字地址
s.sendto(string[,flag].address)	發送UDP 數據。將數據發送到套接字，address 是形式爲(ipaddr.port) 的元組，指定遠程地址。返回值是發送的字節數
s.close()	關閉套接字
s.getpeername()	返回鏈接套接字的遠程地址。返回值一般是元組(ipaddr.port)
s.getsockname()	返回套接字自 己的地址。一般是一個元組(ipadd.port)
s.setsockopt(level,optname,value)	設置給定套接字選項的值
s.getsockopt(level,optname[.buflen])	返回套接字選項的值
s.settimeout(timeout)	設置套接字操做的超時期，timcout 是一個浮點數，單位是秒。值爲None 表示沒有超時期。通常超時期應該在剛建立套接字時設置，由於它們可能會用於鏈接操做(如connect())
s.setblocking(flag)	若是fag 爲0，則將套接字設爲非阻塞模式，不然將套接字設爲阻塞模式( 默認值)。非阻塞模式下，若是調用recv()沒有發現任何數據，或send()調用沒法當即發送數據，將引發socket.error異常

TCP編程

網絡編程通常包括肉部分：服務器和客戶端，TCP是一種面向鏈接的通訊方式，主動發起鏈接的叫客戶端，被動響應的鏈接叫服務器。

建立服務端：

首先說一下服務器，建立和運行服務端通常須要5個步驟：

1. 建立Socket,綁定Socket到本地IP與端口。
2. 開始監聽鏈接
3. 進入循環，不斷接收客戶的鏈接請求
4. 接收傳來的數據，併發送給對方數據。
5. 傳輸完畢後，關閉Socket.

# coding:utf-8
import socket
import threading
import time

def dealClient(sock, addr):
    # 接收傳來的數據，併發送給對方數據。
    print('Accpet new conn from %s:%s' % addr)
    sock.send(b'hello, i am server')
    while True:
        data = sock.recv(1024)
        time.sleep(1)
        if not data or data.decode('utf-8') == 'exit':
            break
        print('%s!' % data.decode('utf-8'))
        sock.send(('Loop_msg:%s!' % data.decode('utf-8')).encode('utf-8'))
    # 關閉socket
    sock.close()
    print('conn from %s:%s close.' % addr)

if __name__ == "__main__":
    # 第一步：建立一個基於IPV4和TCP協議的Socket
    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    # socket綁定IP(127.0.0.1爲本機IP)與端口。
    s.bind(('127.0.0.1', 9999))
    # 監聽鏈接。
    s.listen(5)

    print('wating for conn...')

    while True:
        # 接收一個新鏈接，
        sock, addr = s.accept()
        # 建立新線程來處理TCP鏈接。
        t = threading.Thread(target=dealClient, args=(sock, addr))
        t.start()

建立客戶端：

1. 建立Socket,鏈接遠端地址。
2. 鏈接後發送數據和接收數據。
3. 傳輸完畢後，關閉Socket

import socket

# 初始化Socket
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 鏈接目標的IP和端口。
s.connect(('127.0.0.1', 9999))
# 接收數據，
print('-->>', s.recv(1024).decode('utf-8'))
# 發送數據。
s.send(b'Hello,i am a client')
print('-->>' + s.recv(1024).decode('utf-8'))
s.send(b'exit')
# 關閉socket
s.close()

先運行，服務端，再運行客戶端，獲得：
-->> hello, i am server
-->>Loop_msg:Hello,i am a client!

UDP編程，

TCP通訊須要一個創建可靠鏈接的過程，並且通訊雙方以流的形式發送數據。相對TCP,UDP則是面向無鏈接的協議，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，就能夠直接發送數據包，可是不關心是否能到達目的端，雖然使用UDP傳輸數據不可靠，但因爲它沒有創建鏈接的過程，速度比TCP快得多，對於不要求可靠到達的數據，就可使用UDP協議。

使用UDP協議，TCP同樣，也有服務端與客房端之分，UDP編程相對於TCP編程比較簡單，服務端建立和運行只須要3個步驟：

1. 建立Socket,綁定指定的IP和端口。
2. 直接發送數據和接收數據，
3. 關閉Socket

建立服務端：

# coding:utf-8
import socket

# 建立Socket,綁定指定的IP和端口。
# SOCK_DGRAM 指定了這個Socket的類型是UDP，綁定端品和TCP示例同樣。
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
s.bind(('127.0.0.1', 9999))
print('bind udp on 9999...')

while True:
    # 直接發送數據和接收數據。
    data, addr = s.recvfrom(1024)
    print('received from %s:%s.' % addr)
    s.sendto(b'hello,%s!' % data, addr)

建立客戶端

建立Socket，直接能夠與服務端進行數據交互換。

# coding:utf-8
import socket

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
for data in [b'hello', b'world',b'python',b'android',b'java']:
    # 發送數據
    s.sendto(data, ('127.0.0.1', 9999))
    # 接收數據，
    print(s.recv(1024).decode('utf-8'))

s.close()

獲得：
hello,hello!
hello,world!
hello,python!
hello,android!
hello,java!

以上就是UDP服務端和客房端數據交互的流程，UDP的使用與TCP類型，可是不須要創建鏈接，此外，服務器綁定UDP端口和TCP端口互不衝突，即UDP的9999端品與TCP的9999端口能夠各自綁定。