Python3学习之路~8.1 socket概念及参数介绍

一 socket介绍

TCP/IP

基于TCP/IP协议栈的网络编程是最基本的网络编程方式，主要是使用各种编程语言，利用操作系统提供的套接字网络编程接口，直接开发各种网络应用程序。

socket概念

socket本质上就是在2台网络互通的电脑之间，架设一个通道，两台电脑通过这个通道来实现数据的互相传递。 我们知道网络 通信 都 是基于 ip+port 方能定位到目标的具体机器上的具体服务，操作系统有0-65535个端口，每个端口都可以独立对外提供服务，如果 把一个公司比做一台电脑 ，那公司的总机号码就相当于ip地址， 每个员工的分机号就相当于端口， 你想找公司某个人，必须 先打电话到总机，然后再转分机 。

建立一个socket必须至少有2端， 一个服务端，一个客户端， 服务端被动等待并接收请求，客户端主动发起请求， 连接建立之后，双方可以互发数据。

网络套接字是跨计算机网络连接的端点。 今天，计算机之间的大多数通信都基于互联网协议; 因此大多数网络套接字都是Internet套接字。 更准确地说，套接字是一个句柄（抽象引用），本地程序可以将其传递给网络应用程序编程接口（API）以使用该连接，例如“在此套接字上发送此数据”。 套接字在内部通常只是整数，它标识要使用的连接。

例如，通过TCP发送“Hello，world！” 到主机1.2.3.4的端口80，需要首先获得一个套接字，将其连接到远程主机，然后发送字符串，最后关闭套接字

Socket socket = getSocket(type = "TCP")
connect(socket, address = "1.2.3.4", port = "80")
send(socket, "Hello, world!")
close(socket)

socket API是一种应用程序编程接口，通常由操作系统提供，允许应用程序控制和使用网络套接字。 Internet socket API通常基于Berkeley套接字标准。 在Berkeley套接字标准中，套接字是文件描述符（文件句柄）的一种形式，由于Unix上“一切都是文件”，类似于UNIX操作系统“打开-读-写-关闭”的I/O模式，你可以将套接字编程接口看作一种输入/输出机制：沿用打开-读-写-关闭模式。

socket address是IP地址和端口号的组合，很像电话连接的一端是电话号码和特定分机的组合。 套接字不需要有地址（例如仅用于发送数据），但如果程序将套接字绑定到地址，则套接字可用于接收发送到该地址的数据。 基于此地址，Internet套接字将传入的数据包传递到适当的应用程序进程或线程。

套接字应用程序编程接口是网络应用程序通过网络协议栈进行通信时所使用的接口，即应用程序与协议栈软件之间的接口，简称套接字编程接口(Socket API)。两种实现方式，一种是在操作系统的内核中增加相应的软件来实现，一种是通过开发操作系统之外的函数库来实现。

UNIX操作系统“打开-读-写-关闭”的I/O模式。将套接字编程接口看作一种输入/输出机制：
1操作过程类似。沿用打开-读-写-关闭模式。
2操作方法类似。采用套接字描述符。3使用的过程的名字可以是相同的。

套接口是对网络中不同主机上应用进程之间进行双向通信的端点的抽象，一个套接口就是网络上进程通信的一端，提供了应用层进程利用网络协议栈交换数据的机制。
应当从多个层面来理解套接字这个概念的内涵：
1.从套接字所处的地位来讲，套接字上联应用进程，下联网络协议栈，是应用程序通过网络协议栈进行通信的接口，是应用程序与网络协议栈进行交互的接口。
2.从实现的角度来讲，非常复杂。套接字是一种复杂的软件机制，是一种包含了特定的数据结构，包含许多选项，由操作系统内核管理的内核对象。
3.从使用的角度来讲，对于套接字的操作形成了一种网络应用程序的编程接口（API），包括一组操作套接字的系统调用，或者是库函数， 把这一组操作套接字的编程接口函数称作套接字编程接口，套接字是它的操作对象。总之，套接字是网络通信的基石。

Socket Families(地址簇)

socket.AF_UNIX    #unix本机进程间通信
socket.AF_INET　 #IPV4　
socket.AF_INET6   #IPV6

这些常量表示地址（和协议）簇，用于socket()函数的第1个参数。 比如如果未定义AF_UNIX，则不支持此协议。 根据系统的不同，可能会有更多常量可用。

Socket Types

socket.SOCK_STREAM   #for tcp
socket.SOCK_DGRAM    #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_RDM         #是一种可靠的UDP形式，即保证交付数据报但不保证顺序。SOCK_RAM用来提供对原始协议的低级访问，在需要执行某些特殊操作时使用，如发送ICMP报文。SOCK_RAM通常仅限于高级用户或管理员运行的程序使用。
socket.SOCK_SEQPACKET      #废弃了

这些常量表示套接字类型，用于socket()函数的第2个参数。 根据系统的不同，可能会有更多常量可用。（SOCK_STREAM和SOCK_DGRAM最常用）

二 socket参数介绍

1. socket.socket(family=AF_INET, type=SOCK_STREAM, proto=0, fileno=None)  必会

使用给定的地址簇、套接字类型和协议号创建一个新套接字。
地址簇应为AF_INET（默认值），AF_INET6，AF_UNIX，AF_CAN或AF_RDS。
套接字类型应为SOCK_STREAM（默认值），SOCK_DGRAM，SOCK_RAW或者其他SOCK_常量之一。
协议号通常为零并且可以省略，或者在地簇族是AF_CAN的情况下，协议应该是CAN_RAW或CAN_BCM。
如果指定了fileno，则忽略其他参数，从而返回具有指定文件描述符的套接字。与socket.fromfd()不同，fileno将返回同一个的套接字而不是复制一个。这可能有助于使用socket.close()关闭一个分离的套接字。

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

使用给定的地址簇，套接字类型和协议号创建一对连接的套接字对象。 地址簇、套接字类型和协议号与上面的socket()函数相同。 如果在平台上定义，则默认地址簇为AF_UNIX；否则，默认为AF_INET。

3. socket.create_connection(address[, timeout[, source_address]])

连接到侦听Internet地址（二元组（主机，端口））的TCP服务，并返回套接字对象。 这是一个比socket.connect()更高级的函数：如果host是非数字主机名，它将尝试使用AF_INET和AF_INET6解析它，然后尝试依次连接到所有可能的地址，直到连接成功。 这样可以轻松编写同时兼容IPv4和IPv6的客户端。
通过可选项timeout参数可以在尝试连接之前设置套接字实例上的超时时间。
如果不设置超时，则使用getdefaulttimeout()函数返回的全局默认超时设置。
如果设置超时，那么source_address作为源地址，必须为要连接套接字的二元组（主机，端口）才能连接。 如果主机或端口分别为“ ”或0，则将使用OS默认行为。

4. socket.getaddrinfo(host, port, family=0, type=0, proto=0, flags=0)  必会

获取要连接的对端主机地址。

5. sk.bind(address)  必会

s.bind(address) 将套接字绑定到地址。address地址的格式取决于地址簇。在AF_INET下，以元组（host,port）的形式表示地址。

6. sk.listen(backlog)  必会

开始监听传入连接。backlog指定在拒绝连接之前，可以挂起的最大连接数量。
backlog等于5，表示内核已经接到了连接请求，但服务器还没有调用accept进行处理的连接个数最大为5。
这个值不能无限大，因为要在内核中维护连接队列。

7. sk.setblocking(bool)  必会

是否阻塞（默认True），如果设置False，那么accept和recv时一旦无数据，则报错。

8. sk.accept()  必会

接受连接并返回（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。
接收TCP 客户的连接（阻塞式）等待连接的到来。

9. sk.connect(address)  必会

连接到address处的套接字。一般来说，address的格式为元组（hostname,port），如果连接出错，返回socket.error错误。

10. sk.connect_ex(address)

同上，只不过会有返回值，连接成功时返回0，连接失败时返回编码，例如：10061。

11.sk.close()  必会

关闭套接字。

12. sk.recv(bufsize[,flag])  必会

接受套接字的数据。数据以字符串形式返回，bufsize指定最多可以接收的数量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。

13. sk.recvfrom(bufsize[.flag])

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。

14. sk.send(string[,flag])  必会

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。即：可能未将指定内容全部发送。

15. sk.sendall(string[,flag])  必会

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。
内部通过递归调用send，将所有内容发送出去。

16. sk.sendto(string[,flag],address

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。该函数主要用于UDP协议。

17. sk.settimeout(timeout)  必会

设置套接字操作的超时，timeout是一个浮点数，单位是秒。值为None表示没有超时。一般，超时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 client 连接最多等待5s ）。

18. sk.getpeername()  必会

返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。

19. sk.getsockname()

返回套接字自己的地址。通常是一个元组（ipaddr,port）。

20. sk.fileno()

套接字的文件描述符。

21. socket.sendfile(file, offset=0, count=None)

发送文件 ，但目前多数情况下并无什么卵用。

参考：

https://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5830365.html

https://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5227251.html