【Python】socket 编程初探

一 简介
  socket是两个应用程序进行通信的管道,这两个应用程序可以在同一台机器上，也可以位于两台不同的机器上,相同的网络或者不同网络之间的。Python  socket有丰富的类和方法，可以简化socket编程。本文算是一个学习笔记。
二  socket 
2.1 socket类型

socket.AF_UNIX	只能够用于单一的Unix系统进程间通信
socket.AF_INET	服务器之间网络通信
socket.AF_INET6	用于IPv6网络的通信
socket.SOCK_STREAM	流式socket , for TCP
socket.SOCK_DGRAM	数据报式socket , for UDP
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

例子
创建TCP Socket:
import socket
tcpSerSock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
创建UDP Socket：
tcpSerSock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
注意点:
1）TCP发送数据时，已建立好TCP连接，所以不需要指定地址。UDP是面向无连接的，每次发送要指定是发给谁。
2）服务端与客户端不能直接发送列表，元组，字典。需要字符串化repr(data)。

2.2 socket函数 
服务端socket函数

socket.bind(address)	将套接字绑定到地址, 在AF_INET下,以元组（host,port）的形式表示地址.
socket.listen(backlog)	开始监听TCP传入连接。backlog指定在拒绝连接之前，操作系统可以挂起的最大连接数量。该值至少为1。
socket.accept()	接受TCP连接并返回（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是连接客户端的地址。

客户端socket函数

socket.connect(address)	连接到address处的套接字。一般address的格式为元组（hostname,port），如果连接出错，返回socket.error错误。
socket.connect_ex(adddress)	功能与connect(address)相同，但是成功返回0，失败返回errno的值。

公用函数

socket.recv(bufsize[,flag])	接受TCP套接字的数据。数据以字符串形式返回，bufsize指定要接收的最大数据量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。
socket.send(string[,flag])	发送TCP数据。将string中的数据发送到连接的套接字。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。
socket.sendall(string[,flag])	完整发送TCP数据。将string中的数据发送到连接的套接字，但在返回之前会尝试发送所有数据。成功返回None，失败则抛出异常。
socket.recvfrom(bufsize[.flag])	接受UDP套接字的数据。与recv()类似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收数据的字符串，address是发送数据的套接字地址。
socket.sendto(string[,flag],address)	发送UDP数据。将数据发送到套接字，address是形式为（ipaddr，port）的元组，指定远程地址。返回值是发送的字节数。
socket.close()	关闭套接字。
socket.getpeername()	返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。
socket.getsockname()	返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)
socket.setsockopt(level,optname,value)	设置给定套接字选项的值。
socket.getsockopt(level,optname[.buflen])	返回套接字选项的值。
socket.settimeout(timeout)	设置套接字操作的超时期，timeout是一个浮点数，单位是秒。值为None表示没有超时期。一般，超时期应该在刚创建套接字时设置，因为它们可能用于连接的操作（如connect()）
socket.fileno()	返回套接字的文件描述符。
socket.setblocking(flag)	如果flag为0，则将套接字设为非阻塞模式，否则将套接字设为阻塞模式（默认值）。非阻塞模式下，如果调用recv
socket.makefile()	创建一个与该套接字相关连的文件

三 创建socket连接
服务端
1 创建socket对象。
  tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
2 使用bind方法来将socket绑定到指定地址和端口。
  tcpSock.bind(address,port)
3 使用listen方法接收连接请求。
  tcpSock.listen( backlog )
  backlog指定最多允许多少个客户连接到服务器。它的值至少为1。收到连接请求后，这些请求需要排队，如果队列满，就拒绝请求。
4 通过socket的accept方法等待客户请求连接。
  connection, address = socket.accept()
  调用accept方法时，socket会时入"waiting"状态,等待客户请求连接，当客户端发送请求到服务端时,accept方法建立连接并返回服务器。accept方法返回一个含有两个元素的 元组(connection,address)。
  第一个元素 connection是新的socket对象，服务器必须通过它与客户通信；
  第二个元素 address是客户的IP地址。
5 处理阶段，服务器和客户端通过send和recv方法通信(传输数据)。服务器调用send方法以字符串形式向客户发送数据，也可以使用recv方法从客户接收信息。调用recv时，
服务器必须设置接收的最大数据量。recv方法在接收数据时会进入“blocked”状态，最后返回一个字符串，用它表示收到的数据。
如果发送的数据量超过recv所允许接收的限制，数据会被截断。多余的数据将缓冲于接收端。下一次调用recv时，多余的数据会从缓冲区删除(以及自上次调用recv以来，客户可能发送的其它任何数据)
6 传输结束，服务器调用socket的close方法关闭连接。
客户端
1 创建一个socket以连接服务器,和服务器端创建socket对象一样。
  tcpCliSock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
2 使用socket的connect方法连接服务器。
  tcpCliSock.connect( (host,port) )
  host代表服务器主机名或IP，port代表服务器进程所绑定的端口号。如连接成功，客户就可通过套接字与服务器通信，如果连接失败，会引发socket.error异常。
3 处理阶段，客户和服务器将通过send方法和recv方法通信。
  tcpCliSock.send(data) 
4 传输结束，客户通过调用socket的close方法关闭连接。
  tcpCliSock.close()
一图胜千言 ，socket 建立连接的过程 via 


图片来自于 《 socket 套接字》
四 talk is cheap ,show me the code .
代码实现了一个client 端通过socket 向 server端发送信息的程序，
server.py

 #coding:utf8
 import socket
 from time import ctime
 HOST=''
 PORT=9999
 BUFSIZE=1024
 ADDR=(HOST,PORT)
 tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
 tcpSock.bind(ADDR)
 tcpSock.listen(5)
 while True:
     print 'waiting for connection ....'
     tcpCliSock,addr = tcpSock.accept()
     print '...connected from ',addr
     while True:
         data = tcpCliSock.recv(BUFSIZE)
         if not data:
             break
         elif data == 'exit':
             tcpCliSock.send('see you agine')
             tcpCliSock.close()
             exit(0)
         tcpCliSock.send('%s, %s ' %(ctime(),data))
         print [ctime()],':',data
 tcpCliSock.close()
 tcpSock.close()
 exit(0)

client.py 

 #coding:utf8
 import socket
 HOST= '10.0.2.6' #server 主机ip
 PORT=9999
 BUFSIZE=1024
 ADDR=(HOST,PORT)
 tcpCliSock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 tcpCliSock.connect(ADDR)
 while True:
     try:
         data = raw_input('>')
         if not data :
             break
         tcpCliSock.send(data)
         data = tcpCliSock.recv(BUFSIZE)
         if not data:
             break
         print '%s say: %s' %(HOST,data)
         if data == 'see you agine':
             exit(0)
     except (KeyboardInterrupt, SystemExit):
         tcpCliSock.close()
         exit(0)

五 推荐阅读
 1 python  socket 官方文档 
 2 《socket 网络编程》
 3 《Linux socket 编程》

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