python--基於socket網絡編程

Python 提供了兩個基本的 socket 模塊。

第一個是 Socket，它提供了標準的 BSD Sockets API。

第二個是 SocketServer， 它提供了服務器中心類，能夠簡化網絡服務器的開發。

一、Scoket類型

套接字格式：

socket(family,type[,protocal]) 使用給定的地址族、套接字類型、協議編號（默認爲0）來建立套接字。

1.一、socket.AF_UNIX #只可以用於單一的Unix系統進程間通訊

1.二、socket.AF_INET #服務器之間網絡通訊

1.三、socket.AF_INET6 #IPv6

1.四、socket.SOCK_STREAM #流式socket , for TCP

1.五、socket.SOCK_DGRAM #數據報式socket , for UDP

1.六、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。

1.七、socket.SOCK_SEQPACKET #可靠的連續數據包服務

1.八、建立TCP Socket： s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

1.九、建立UDP Socket： s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

二、Socket 函數
注意點:
1）TCP發送數據時，已創建好TCP鏈接，因此不須要指定地址。UDP是面向無鏈接的，每次發送要指定是發給誰。
2）服務端與客戶端不能直接發送列表，元組，字典。須要字符串化repr(data)。

2.一、服務端socket函數

s.bind(address) #將套接字綁定到地址, 在AF_INET下,以元組（host,port）的形式表示地址.

s.listen(backlog) #開始監聽TCP傳入鏈接。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鏈接並返回（conn,address）,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。

 

2.二、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（hostname,port），若是鏈接出錯，返回socket.error錯誤。

s.connect_ex(adddress) #功能與connect(address)相同，可是成功返回0，失敗返回errno的值。

2.三、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(string[,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，但在返回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recv()相似，但返回值是（data,address）。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() #返回套接字本身的地址。一般是一個元組(ipaddr,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，timeout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，由於它們可能用於鏈接的操做（如connect()）

s.gettimeout() #返回當前超時期的值，單位是秒，若是沒有設置超時期，則返回None。

s.fileno() #返回套接字的文件描述符。

s.setblocking(flag) #若是flag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，那麼將引發socket.error異常。

s.makefile() #建立一個與該套接字相關連的文件

 

三、socket編程思路

3.一、TCP服務端：

1 建立套接字，綁定套接字到本地IP與端口

# socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) , s.bind()

2 開始監聽鏈接 #s.listen()

3 進入循環，不斷接受客戶端的鏈接請求 #s.accept()

4 而後接收傳來的數據，併發送給對方數據 #s.recv() , s.sendall()

5 傳輸完畢後，關閉套接字 #s.close()

3.二、TCP客戶端:

1 建立套接字，鏈接遠端地址

# socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) , s.connect()

2 鏈接後發送數據和接收數據 # s.sendall(), s.recv()

3 傳輸完畢後，關閉套接字 #s.close()

四、模擬聊天機器人實例

4.一、socket_server.py 服務端

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
"""
Socket服務器端
"""
import socket

sk = socket.socket()
sk.bind(('127.0.0.1', 8080,))
sk.listen(5)
#接收客戶端請求
#鏈接，客戶端地址信息
while True:
    conn, address = sk.accept()  #accept()阻塞
    conn.sendall(bytes('歡迎致電10086', encoding='utf-8'))
    while True:
        ret_byte = conn.recv(1024)
        ret_str = str(ret_byte, encoding='utf-8')
        if ret_str == 'q':
            break
        conn.sendall(bytes('工號10086回覆您：' + ret_str, encoding='utf-8'))

 

4.二、socket_client.py 客戶端

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
"""
socket客戶端
"""
import socket

ck = socket.socket()
ck.connect(('127.0.0.1', 8080))
ret_byte = ck.recv(1024)
ret_str = str(ret_byte, encoding='utf-8')
print(ret_str)
while True:
    inp = input("請輸入內容，按q退出 \n >>>")
    if inp == 'q':
        ck.sendall(bytes(inp, encoding='utf-8'))
        break
    else:
        ck.sendall(bytes(inp, encoding='utf-8'))
        ret_str = str(ck.recv(1024), encoding='utf-8')
        print(ret_str)

ck.close()

 

五、基於socket實現文件上傳實例

5.一、ftp_server.py

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
"""
模擬發送文件的服務器端
"""

import socket

sk = socket.socket()
sk.bind(('127.0.0.1', 8080,))  #綁定套接字到本地IP與端口
sk.listen(5)  #開始監聽鏈接
#接收客戶端請求
#鏈接，客戶端地址信息
while True:
    conn, address = sk.accept()  # accept()阻塞
    conn.sendall(bytes('歡迎訪問個人ftp', encoding='utf-8'))
    #先接收文件大小，而後再接收文件
    ret_size = str(conn.recv(1024), encoding='utf-8')
    conn.sendall(bytes('start', encoding='utf-8')) #給客戶端發送一個確認信息，通知客戶端開始發送文件，解決數據粘包的問題。
    total_size = int(ret_size)  #文件總大小
    has_recv = 0  #已經接收的文件大小
    f = open('new.png', 'wb')
    #接收文件內容，直到獲取完成
    while True:
        if total_size == has_recv:
            break
        data = conn.recv(1024)
        f.write(data)
        has_recv += len(data)
    f.close()

 

5.二、ftp_client.py

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
"""
模擬發送文件的客戶端
"""
import socket
import os

ck = socket.socket()
ck.connect(('127.0.0.1', 8080))
ret_byte = ck.recv(1024)  #接收服務器端返回的字節數據
ret_str = str(ret_byte, encoding='utf-8')  #將字節數據轉換成字符串
print(ret_str)
#首先向服務器發送文件的大小
file_size = os.stat('file1.png').st_size
ck.sendall(bytes(str(file_size), encoding='utf-8'))

ck.recv(1024)  #接收一下服務器端的確認信息，再開始發送文件，解決數據粘包引發的系統異常問題
#發送文件
with open('file1.png', 'rb') as f:
    for line in f:
        ck.sendall(line)
ck.close()

 

六、socketserver模塊實現併發操做

使用：
一、建立類，必須繼承socketserver.BaseRequestHandler
二、定義handle方法
三、server_forever

socketserver模塊實現併發操做實例：

#!/usr/bin/env python# -*- coding:utf-8 -*-"""socketserver模塊實現併發操做"""import socketserverclass MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):    def handle(self):        #self.request, self.client_address, self.server        conn = self.request        conn.sendall(bytes('歡迎致電10086', encoding='utf-8'))        while True:            ret_byte = conn.recv(1024)            ret_str = str(ret_byte, encoding='utf-8')            if ret_str == 'q':                break            conn.sendall(bytes('工號10086回覆您：' + ret_str, encoding='utf-8'))if __name__ == '__main__':    server = socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1', 8080), MyServer)    server.serve_forever()