Python网络编程(Socket Tcp Udp)

Socket简介

    在网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个链接的一端称为一个Socket（套接字），用于描述IP地址和端口。

   建立网络通信连接至少要一对端口号（Socket），Socket本质是编程接口（API），对TCP/IP的封装，提供了网络通信能力。

   每种服务都打开一个Socket，并绑定到端口上，不同的端口对应不同的服务，就像http对应80端口。

   Socket是面向C/S（客户端/服务器）模型设计，客户端在本地随机申请一个唯一的Socket号，服务器拥有公开的socket，任何客户端都可以向它发送连接请求和信息请求。

Socket数据处理流程如图：

socket

   
     
     
     
     

      
      
      
      
方法 描述
      
      
      
      
socket.socket([family[, type[, proto]]]) socket初始化函数，（地址族，socket类型，协议编号）协议编号默认0
      
      
      
      
    socket.AF_INET IPV4协议通信
      
      
      
      
    socket.AF_INET6 IPV6协议通信
      
      
      
      
    socket.SOCK_STREAM socket类型，TCP
      
      
      
      
    socket.SOCK_DGRAM socket类型，UDP
      
      
      
      
    socket.SOCK_RAW 原始socket，可以处理普通socker无法处理的报文，比如ICMP
      
      
      
      
    socket.SOCK_RDM 更可靠的UDP类型，保证对方收到数据
      
      
      
      
    socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的连续数据包服务
     
     
     
     

    socket.socket() 对象操作方法

     
       
       
       
       

        
        
        
        
accept() 接受连接并返回(socket object, address info)，address是客户端地址
        
        
        
        
bind(address) 绑定socket到本地地址，address是一个双元素元组（host，port）
        
        
        
        
listen(backlog)	开始接收连接，backlog是最大连接数，默认1
        
        
        
        
connect(address) 连接socket到远程地址
        
        
        
        
connect_ex(address)	连接socket到远程地址，成功返回0，错误返回error值
        
        
        
        
getpeername() 返回远程端地址(hostaddr, port)
        
        
        
        
gettimeout()	 返回当前超时的值，单位秒，如果没有设置返回none
        
        
        
        
recv(buffersize[, flags]) 接收来自socket的数据，buffersize是接收数据量
        
        
        
        
send(data[, flags]) 发送数据到socket，返回值是发送的字节数
        
        
        
        
sendall(data[, flags]) 发送所有数据到socket，成功返回none，失败抛出异常
        
        
        
        
setblocking(flag) 设置socket为阻塞（flag是true）或非阻塞（flag是flase）
       
       
       
       

socket工作流程

1）打开socket

2）绑定到一个地址和端口

3）监听进来的连接

4）接受连接

5）处理数据

SocketServer （ 服务端高级库，实现多进程和多线程，并处理多个客户端请求）

   常用类：

    
      
      
      
      

       
       
       
       
SocketServer.TCPServer(server_address, RequestHandlerClass, bind_and_activate=True) 服务器类，TCP协议
       
       
       
       
SocketServer.UDPServer(server_address, RequestHandlerClass, bind_and_activate=True) 服务器类，UDP协议
       
       
       
       
SocketServer.BaseServer(server_address, RequestHandlerClass) 这个是所有服务器对象的超类。它定义了接口，不提供大多数方法，在子类中进行。
       
       
       
       
SocketServer.BaseRequestHandler	这个是所有请求处理对象的超类。它定义了接口，一个具体的请求处理程序子类必须定义一个新的handle()方法。
       
       
       
       
SocketServer.StreamRequestHandler	流式socket，根据socket生成读写socket用的两个文件对象，调用rfile和wfile读写
       
       
       
       
SocketServer.DatagramRequestHandler	数据报socket，同样生成rfile和wfile，但UDP不直接关联socket。这里rfile是由UDP中读取的数据生成，wfile则是新建一个StringIO，用于写数据
       
       
       
       
SocketServer.ForkingMixIn/ThreadingMixIn	多进程（分叉）/多线程实现异步。混合类，这个类不会直接实例化。用于实现处理多连接
      
      
      
      

   SocketServer . BaseServer()对象有以下方法：

     
       
       
       
       

        
        
        
        
fileno()	返回一个整数文件描述符上服务器监听的套接字
        
        
        
        
handle_request()	处理一个请求
        
        
        
        
serve_forever(poll_interval=0.5)	处理，直至有明确要求shutdown()的请求。轮训关机每poll_interval秒
        
        
        
        
shutdown()	告诉serve_forever()循环停止并等待
        
        
        
        
server_close()	清理服务器
        
        
        
        
address_family	地址族
        
        
        
        
server_address	监听的地址
        
        
        
        
RequestHandlerClass	用户提供的请求处理类
        
        
        
        
socket	socket对象上的服务器将监听传入的请求
        
        
        
        
allow_reuse_address	服务器是否允许地址的重用。默认False
        
        
        
        
request_queue_size	请求队列的大小。
        
        
        
        
socket_type	socket类型。socket.SOCK_STREAM或socket.SOCK_DGRAM
        
        
        
        
timeout	超时时间，以秒为单位
        
        
        
        
finish_request()	实际处理通过实例请求RequestHandleClass并调用其handle()方法
        
        
        
        
get_request()	必须接受从socket的请求，并返回
        
        
        
        
handle_error(request, client_address)	如果这个函数被条用handle()
        
        
        
        
process_request(request, client_address)	?
        
        
        
        
server_activate()	?
        
        
        
        
server_bind()	由服务器构造函数调用的套接字绑定到所需的地址
        
        
        
        
verify_request(request, client_address)	返回一个布尔值，如果该值是True，则该请求将被处理，如果是False，该请求将被拒绝。
       
       
       
       

1）创建类，继承请求处理类（BaseRequestHandler），并重载其handle()方法，此方法将处理传入的请求

2）实例化服务器类之一，它传递服务器的地址和请求处理程序类

3）调用handle_request()或serve_forever()服务器对象的方法来处理一个或多个请求

4）调用server_close()关闭套接字 

TCP编程

   服务端

      
        
        
        
        

         
         
         
         
#!/usr/bin/env python3
         
         
         
         
# -*- coding:utf-8 -*-
         
         
         
         
import socket
         
         
         
         


         
         
         
         
#使用IPV4协议，采用TCP端口
         
         
         
         
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
         
         
         
         
#绑定网卡和端口
         
         
         
         
s.bind(('127.0.0.1',8888))
         
         
         
         
#最大连接数,设置监听
         
         
         
         
s.listen(1)
         
         
         
         

         
         
         
         
while True:
         
         
         
         
    #返回客户端地址,阻塞状态,被动等待客户端连接
         
         
         
         
    conn,addr=s.accept()
         
         
         
         
    print('Connected by',addr)
         
         
         
         
    #服务端发送欢迎
         
         
         
         
    conn.send(bytes('hello world',encoding='utf-8'))
         
         
         
         
    #服务端接收客户端请求
         
         
         
         
    client_data=str(conn.recv(1024),encoding='utf-8')
         
         
         
         
    print('accept client:',client_data)
         
         
         
         
    conn.close()
        
        
        
        

   客户端

       
         
         
         
         

          
          
          
          
#!/usr/bin/env python3
          
          
          
          
# -*- coding:utf-8 -*-
          
          
          
          

          
          
          
          
import socket
          
          
          
          


          
          
          
          
s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
          
          
          
          
s.connect(('127.0.0.1',8888))
          
          
          
          
data = s.recv(1024) #接收服务端数据
          
          
          
          
print('Recvied:',str(data,encoding='utf-8'))
          
          
          
          
send_data=input('输入请求')
          
          
          
          
s.sendall(bytes(send_data,encoding='utf-8'))
          
          
          
          
s.close()
         
         
         
         

UDP编程

   服务端

       
         
         
         
         

          
          
          
          
#!/usr/bin/env python3
          
          
          
          
# -*- coding:utf-8 -*-
          
          
          
          

          
          
          
          
import socket
          
          
          
          

          
          
          
          
#使用IPV4协议，采用udp端口
          
          
          
          
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
          
          
          
          
#绑定网卡和端口
          
          
          
          
s.bind(('127.0.0.1',8888))
          
          
          
          

          
          
          
          
while True:
          
          
          
          
        #获得客户端数据和端地址端口
          
          
          
          
        data,addr=s.recvfrom(1024)
          
          
          
          
        print('Received from %s:%s.' % addr)
          
          
          
          
        print('Received data',data.decode('utf-8'))
          
          
          
          
        s.sendto(b'hello client',addr)
         
         
         
         

   客户端

        
          
          
          
          

           
           
           
           
#!/usr/bin/env python3
           
           
           
           
# -*- coding:utf-8 -*-
           
           
           
           

           
           
           
           
import socket
           
           
           
           

           
           
           
           
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
           
           
           
           
data=b'Hello server'
           
           
           
           
#发送到服务器
           
           
           
           
s.sendto(data,('127.0.0.1',8888))
           
           
           
           
print(s.recv(1024).decode('utf-8'))
           
           
           
           
s.close()
          
          
          
          

   

学习博客：  http://lizhenliang.blog.51cto.com/7876557/1879549

学习博客： http://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000/001432004977916a212e2168e21449981ad65cd16e71201000