[置顶] DayDayUP_Python自学教程[13]_网络编程

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Python 网络编程

Python 提供了两个级别访问的网络服务。：
低级别的网络服务支持基本的 Socket，它提供了标准的 BSD Sockets API，可以访问底层操作系统Socket接口的全部方法。
高级别的网络服务模块 SocketServer， 它提供了服务器中心类，可以简化网络服务器的开发。

什么是 Socket?

Socket又称”套接字”，应用程序通常通过”套接字”向网络发出请求或者应答网络请求，使主机间或者一台计算机上的进程间可以通讯。

socket()函数

Python 中，我们用 socket（）函数来创建套接字，语法格式如下：

socket.socket([family[, type[, proto]]])

参数	描述
family	套接字家族可以使AF_UNIX或者AF_INET
type	套接字类型可以根据是面向连接的还是非连接分为SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM
protocol	一般不填默认为0.

Socket 对象(内建)方法

参数	描述
服务器端套接字
s.bind()	绑定地址（host,port）到套接字， 在AF_INET下,以元组（host,port）的形式表示地址。
s.listen()	开始TCP监听。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，大部分应用程序设为5就可以了。
s.accept()	被动接受TCP客户端连接,(阻塞式)等待连接的到来
客户端套接字
s.connect()	主动初始化TCP服务器连接，。一般address的格式为元组（hostname,port），如果连接出错，返回socket.error错误。
s.connect_ex()	connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常
公共用途的套接字函数
s.recv()	接收TCP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。
s.send()	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。
s.sendall()	完整发送TCP数据，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。
s.recvform()	接收UDP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。
s.sendto()	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。
s.close()	关闭套接字
s.getpeername()	返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。
s.getsockname()	返回套接字自己的地址。通常是一个元组(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()）
s.gettimeout()	返回当前超时期的值，单位是秒，如果没有设置超时期，则返回None。
s.fileno()	返回套接字的文件描述符。
s.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()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连的文件

简单实例
服务端
我们使用 socket 模块的 socket 函数来创建一个 socket 对象。socket 对象可以通过调用其他函数来设置一个 socket 服务。
现在我们可以通过调用 bind(hostname, port) 函数来指定服务的 port(端口)。
接着，我们调用 socket 对象的 accept 方法。该方法等待客户端的连接，并返回 connection 对象，表示已连接到客户端。
完整代码如下：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
# 文件名：server.py

import socket               # 导入 socket 模块

s = socket.socket()         # 创建 socket 对象
host = socket.gethostname() # 获取本地主机名
port = 12345                # 设置端口
s.bind((host, port))        # 绑定端口

s.listen(5)                 # 等待客户端连接
while True:
    c, addr = s.accept()     # 建立客户端连接。
    print '连接地址：', addr
    c.send('欢迎访问菜鸟教程！')
    c.close()                # 关闭连接

客户端
接下来我们写一个简单的客户端实例连接到以上创建的服务。端口号为 12345。
socket.connect(hosname, port ) 方法打开一个 TCP 连接到主机为 hostname 端口为 port 的服务商。连接后我们就可以从服务端后期数据，记住，操作完成后需要关闭连接。
完整代码如下：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
# 文件名：client.py

import socket               # 导入 socket 模块

s = socket.socket()         # 创建 socket 对象
host = socket.gethostname() # 获取本地主机名
port = 12345                # 设置端口好

s.connect((host, port))
print s.recv(1024)
s.close()  

现在我们打开连个终端，第一个终端执行 server.py 文件：

$ python server.py

第二个终端执行 client.py 文件：

$ python client.py 

Python Internet 模块

以下列出了 Python 网络编程的一些重要模块：

协议	功能用处	端口号	Python 模块
HTTP	网页访问	80	httplib, urllib, xmlrpclib
NNTP	阅读和张贴新闻文章，俗称为”帖子”	119	nntplib
FTP	文件传输	20	ftplib, urllib
SMTP	发送邮件	25	smtplib
POP3	接收邮件	110	poplib
IMAP4	获取邮件	143	imaplib
Telnet	命令行	23	telnetlib
Gopher	信息查找	70	gopherlib, urllib

个人例子

TCP

server端的socket一般流程是这样：
1. 建立一个socket(可以选择socket类型INET,UNIX等，以及连接方式TCP/U
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）。
2. 使用bind公开一个端口，使得client可以方便连接

    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. 设置一个listen队列的大小

    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 一个含有俩个元素的元组，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. 通过send()/recv()来对socket进行读写操作

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。

tcpServer.py

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
import socket
from time import ctime

HOST=socket.gethostname()
PORT=12345
BUFSIZE=1024
ADDR=(HOST,PORT)

tcpSerSock=socket.socket()
tcpSerSock.bind(ADDR)
tcpSerSock.listen(5)
while True:
    print ("waitting for connection...")
    tcpCliSock,addr=tcpSerSock.accept()
    print('...connected from:', addr) 

    while True:
        data=tcpCliSock.recv(BUFSIZE).decode()
        if not data:
            break
        else:
            print ('recece data:from hostName=%s hostIp&Port=%s ' % (HOST,addr),data)
            tcpCliSock.send(('[%s] %s' % (ctime(),data)).encode())
        tcpCliSock.close()
tcpSerSock.close()

client端

• 创建一个socket以连接服务器 socket=socket.socket(family,type)
• 使用socket的connect方法连接服务器 socket.connect((host,port))
• 客户和服务器通过send和recv方法通信。
• 结束后，客户通过调用socket的close方法来关闭连接。

tcpClient.py

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
import socket
from time import ctime

HOST=socket.gethostname()
PORT=12345
BUFSIZE=1024
ADDR=(HOST,PORT)

tcpCliSock=socket.socket()
tcpCliSock.connect(ADDR)
while True:  
    data = input('please input > ') 
    if not data: 
        break  
    tcpCliSock.send(data.encode())
    data = tcpCliSock.recv(BUFSIZE).decode() 
    if not data: 
        break  
    print(data) 

tcpCliSock.close()

UDP方式

UDP号称无连接传输，全然没有TCP那么复杂，三次握手，错误重传之类的机制都没有，发的只管发，收得只管收，收到没有？不知道，顺序不对怎么 办？不管！就是这样，但是速度就要比TCP高得多了。在对数据帧要求不是很高的地方，这确实是很好用的，比如网络上的视频传输，音频传输等。

server端

• 建立数据报形式的socket
• 公开一个端口，一边客户端连接
• 开始接收数据

udpServer.py

#!/usr/bin/python
# -*- coding:utf-8 -*-
#udpServer.py
import socket 
from time import ctime  

HOST = socket.gethostname()
PORT = 54321  
BUFSIZE = 1024  
ADDR = (HOST, PORT)  

udpSerSock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)  
udpSerSock.bind(ADDR)  

while True:  
    print('waiting for message...')  
    data,addr = udpSerSock.recvfrom(BUFSIZE)
    print (data)  
    udpSerSock.sendto(('[%s] %s' %(ctime(), data.decode())).encode(), addr)  
    print("Receive from %s:%s"% addr) 
udpSerSock.close()

client端

• 新建一个数据报socket
• 收发数据

udpClient.py

#!/usr/bin/python
# -*- coding:utf-8 -*-
#udpServer.py
import socket 
from time import ctime  

HOST = socket.gethostname()
PORT = 54321  
BUFSIZE = 1024  
ADDR = (HOST, PORT)  

udpSerSock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)  
udpSerSock.bind(ADDR)  

while True:  
    print('waiting for message...')  
    data,addr = udpSerSock.recvfrom(BUFSIZE)
    print (data)  
    udpSerSock.sendto(('[%s] %s' %(ctime(), data.decode())).encode(), addr)  
    print("Receive from %s:%s"% addr) 
udpSerSock.close()