计算机网络原理实验 python socket 编程

网络原理课程

Python socket编程实验

一、实验内容

1.编写一个基于UDP协议的客户机与服务器程序，实现相互通讯。

2.编写一个基于TCP协议的客户机与服务器程序，实现相互通讯。

3.捕获以上两种通讯的数据包，使用Wireshark进行分析，以深入了解TCP、UDP协议的数据传输机制。

二、实验基础知识

1、TCP编程

（1）、建立一个TCP服务器连接需要6个步骤：

1）创建socket对象。调用socket构造函数：

socket=socket.socket(familly,type)

family的值可以是AF_UNIX(Unix域，用于同一台机器上的进程间通讯)，也可以是AF_INET（对于IPV4协议的TCP和 UDP），至于type参数，SOCK_STREAM（流套接字）或者 SOCK_DGRAM（数据报文套接字）、SOCK_RAW（raw套接字），TCP使用SOCK_STREAM参数。

2）将socket绑定（指派）到指定地址上，socket.bind(address)

address必须是一个双元素元组,((host,port)),主机名或者ip地址+端口号。如果端口号正在被使用或者保留，或者主机名或ip地址错误，则引发socke.error异常。

3）绑定后，必须准备好套接字，以便接受连接请求。

socket.listen(backlog)

backlog指定了最多连接数，至少为1，接到连接请求后，这些请求必须排队，如果队列已满，则拒绝请求。

4）服务器套接字通过socket的accept方法等待客户请求一个连接：

connection,address=socket.accept()

调用accept方法时，socket会进入'waiting'（或阻塞）状态。客户请求连接时，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，形如(connection,address)。第一个元素（connection）是新的socket对象，服务器通过它与客户通信；第二个元素（address）是客户的internet地址。

5）处理阶段，服务器和客户通过send和recv方法通信（传输数据）。

服务器调用send，并采用字符串形式向客户发送信息。send方法返回已发送的字符个数。服务器使用recv方法从客户接受信息。调用recv时，必须指定一个整数来控制本次调用所接受的最大数据量。recv方法在接受数据时会进入'blocket'状态，最后返回一个字符串，用它来表示收到的数据。如果发送的量超过recv所允许，数据会被截断。多余的数据将缓冲于接受端。以后调用recv时，多余的数据会从缓冲区删除。

6）传输结束，服务器调用socket的close方法以关闭连接。

（2）、建立一个TCP客户端连接则需要4个步骤：

1）创建一个socket以连接服务器 client=socket.socket(family,type)

2）使用socket的connect方法连接服务器 .connect((host,port))

3）客户和服务器通过send和recv方法通信。

4）结束后，客户通过调用socket的close方法来关闭连接。

2. UDP编程

由于UDP是无连接的，与TCP的区别在服务器端表现为，无需监听函数listen()对客户端的连接进行监听； 在客户端的表现为客户端的socket无需与服务器建立连接就能够进行数据的发送与接收，即无需connect()函数。