Day07 - Python 网络编程 Socket

1. Python 网络编程

Python 提供了两个级别访问网络服务：

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

2. 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。

3. 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]]])

参数说明：

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.

4. Socket 对象(内建)方法

函数	描述
服务器端套接字
s.bind(address)	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(backlog)	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(address)	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(address)	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(bufsize[,flag])	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(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
s.sendall(string[,flag])	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(bufsize[,flag])	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

5. 简单实例

1) 服务端

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。

通过调用 bind(hostname, port) 函数来指定服务的 port(端口)。

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/env 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:

     print("服务器已启动，等待连接 ...")

     c, addr = s.accept()     # 建立客户端连接。

     print(c.recv(1024).decode() + '连接地址：', addr)

     c.send('欢迎访问 Python ！'.encode())

     c.close()                # 关闭连接

2）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。

连接后就可以从服务端传输数据。

操作完成后需要关闭连接。

完整代码如下：

 #!/usr/bin/env 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))

 s.send('您好！申请接入 ...'.encode())

 print(s.recv(1024).decode())

 s.close()

输出结果：

服务端：

 服务器已启动，等待连接 ...

 您好！申请接入 ...连接地址： ('10.4.8.160', 59474)

 服务器已启动，等待连接 .

客户端：

 欢迎访问 Python ！

6. 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

更多内容可以参阅官网的 Python Socket Library and Modules。