Python高阶（四） - Socket编程

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Python Socket 编程详解

Python 提供了两个基本的 socket 模块：

• Socket 它提供了标准的BSD Socket API。
• SocketServer 它提供了服务器重心，可以简化网络服务器的开发。

下面讲解下 Socket模块功能。

Socket 类型

套接字格式：socket(family, type, [protocal=0]) 使用给定的套接族，套接字类型，协议编号（默认为0）来创建套接字

socket 类型	描述
socket.AF_UNIX	用于同一台机器上的进程通信（既本机通信）
socket.AF_INET	用于服务器与服务器之间的网络通信
socket.AF_INET6	基于IPV6方式的服务器与服务器之间的网络通信
socket.SOCK_STREAM	基于TCP的流式socket通信
socket.SOCK_DGRAM	基于UDP的数据报式socket通信
socket.SOCK_RAW	原始套接字，普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文，而SOCK_RAW可以；其次SOCK_RAW也可以处理特殊的IPV4报文；此外，利用原始套接字，可以通过IP_HDRINCL套接字选项由用户构造IP头
socket.SOCK_SEQPACKET	可靠的连续数据包服务

创建TCP Socket：

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

创建UDP Socket：

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

Socket 函数

• TCP发送数据时，已建立好TCP链接，所以不需要指定地址，而UDP是面向无连接的，每次发送都需要指定发送给谁。
• 服务器与客户端不能直接发送列表，元素，字典等带有数据类型的格式，发送的内容必须是字符串数据。

服务器端 Socket 函数

Socket 函数	描述
s.bind(address)	将套接字绑定到地址，在AF_INET下，以tuple(host, port)的方式传入，如s.bind((host, port))
s.listen(backlog)	开始监听TCP传入连接，backlog指定在拒绝链接前，操作系统可以挂起的最大连接数，该值最少为1，大部分应用程序设为5就够用了
s.accpet()	接受TCP链接并返回（conn, address），其中conn是新的套接字对象，可以用来接收和发送数据，address是链接客户端的地址。

客户端 Socket 函数

Socket 函数	描述
s.connect(address)	链接到address处的套接字，一般address的格式为tuple(host, port)，如果链接出错，则返回socket.error错误
s.connect_ex(address)	功能与s.connect(address)相同，但成功返回0，失败返回errno的值

公共 Socket 函数

Socket 函数	描述
s.recv(bufsize[, flag])	接受TCP套接字的数据，数据以字符串形式返回，buffsize指定要接受的最大数据量，flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略
s.send(string[, flag])	发送TCP数据，将字符串中的数据发送到链接的套接字，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(string[, flag])	完整发送TCP数据，将字符串中的数据发送到链接的套接字，但在返回之前尝试发送所有数据。成功返回None，失败则抛出异常
s.recvfrom(bufsize[, flag])	接受UDP套接字的数据u，与recv()类似，但返回值是tuple(data, address)。其中data是包含接受数据的字符串，address是发送数据的套接字地址
s.sendto(string[, flag], address)	发送UDP数据，将数据发送到套接字，address形式为tuple(ipaddr, port)，指定远程地址发送，返回值是发送的字节数
s.close()	关闭套接字
s.getpeername()	返回套接字的远程地址，返回值通常是一个tuple(ipaddr, port)
s.getsockname()	返回套接字自己的地址，返回值通常是一个tuple(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
s.settimeout(timeout)	设置套接字操作的超时时间，timeout是一个浮点数，单位是秒，值为None则表示永远不会超时。一般超时期应在刚创建套接字时设置，因为他们可能用于连接的操作，如s.connect()
s.gettimeout()	返回当前超时值，单位是秒，如果没有设置超时则返回None
s.fileno()	返回套接字的文件描述
s.setblocking(flag)	如果flag为0，则将套接字设置为非阻塞模式，否则将套接字设置为阻塞模式（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.makefile()	创建一个与该套接字相关的文件

Socket 编程思想

TCP 服务器
1、创建套接字，绑定套接字到本地IP与端口

tcpSerSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcpSerSock.bind()

2、开始监听链接

tcpSerSock.listen()

3、进入循环，不断接受客户端的链接请求

While True:
    tcpSerSock.accept()

4、接收客户端传来的数据，并且发送给对方发送数据

tcpSerSock.recv()
tcpSerSock.sendall()

5、传输完毕后，关闭套接字

tcpSerSock.close()

TCP 客户端
1、创建套接字并链接至远端地址

tcpCliSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcpCliSock.connect()

2、链接后发送数据和接收数据

tcpCliSock.sendall()
tcpCliSock.recv()

3、传输完毕后，关闭套接字

tcpCliSock.close()

Socket 编程实践之服务端代码

from socket import *  # socket 模块的所有属性。

HOST = ''  # HOST 变量是空白的，这是对 bind()方法的标识，表示它可以使用任何可用的地址。
PORT = 20000  # 随机的端口号，并且该端口号似乎没有被使用或被系统保留。
BUFSIZ = 1024  # 将缓冲区大小设置为 1KB。可以根据网络性能和程序需要改变这个容量。
ADDR = ((HOST, PORT))

tcpSerSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)  # 分配了TCP服务器套接字（tcpSerSock）
tcpSerSock.bind(ADDR)  # 将套接字绑定到服务器地址以及开启TCP监听器的调用。
tcpSerSock.listen(5)  # listen()方法的参数是在连接被转接或拒绝之前，传入连接请求的最大数。
print '[info]：Server start at: {0}:{1}'.format(HOST, PORT)

while True:
    print '[info]：wait for connection...'
    tcpClisock, addr = tcpSerSock.accept()
    print '[info]：Connected by {0}:{1}'.format(addr[0], addr[1])
    try:
        while True:
            data = tcpClisock.recv(BUFSIZ)
            if not data:
                break
            print "[info]：{0} [From client]".format(data)
            tcpClisock.sendall("Server received  \"{0}\"".format(data))
    except EOFError, e:
        print "[Error]: {0}".format(e)
    except KeyboardInterrupt, e:
        print "[Error]: {0}".format(e)
    except error, e:
        print "[Error]: {0}".format(e)
    tcpClisock.close()
# tcpSerSock.close()

Socket 编程实践之客户端代码

from socket import *

HOST = '127.0.0.1'
PORT = 20000
BUFSIZ = 1024
ADDR = ((HOST, PORT))

tcpCliSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
tcpCliSock.connect(ADDR)

while True:
    data = raw_input("[info]：Please input msg:")
    if not data:
        break
    tcpCliSock.send(data)
    data = tcpCliSock.recv(BUFSIZ)
    print "[info]：{0} [From server]".format(data)
tcpCliSock.close()

数据发送过程

image.png

遇到的问题

• 服务端没有try except做异常处理，当客户端异常退出的时候直接[Error 10054]异常退出
• 客户端没有tcpClisock.close()关闭链接，服务端一直处于等待状态没有断开链接