Python 进行网络编程
Date: 2019-06-10
Author: Sun
1. Python TCP通信实现
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
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.
注:
socket只能发送字节类型的数据 所以在发送时要将发送的数据通过str.encode() 转为字节类型,接收时在通过str.decode()转为字符串。
Socket 对象(内建)方法
函数 | 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.recvfrom() | 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 |
socket异常
Exception | 解释 |
---|---|
socket.error | 由Socket相关错误引发 |
socket.herror | 由地址相关错误引发 |
socket.gaierror | 由地址相关错误,如getaddrinfo()或getnameinfo()引发 |
socket.timeout | 当socket出现超时时引发。超时时间由settimeout()提前设定 |
交互过程
TCP服务端:
1 创建套接字,绑定套接字到本地IP与端口
s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM),s.bind()
2 开始监听连接
s.listen()
3 进入循环,不断接受客户端的连接请求
s.accept()
4 然后接收传来的数据,并发送给对方数据
s.recv() , s.send()
5 传输完毕后,关闭套接字
s.close()
TCP客户端:
1 创建套接字,连接远端地址
socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) , s.connect()
2 连接后发送数据和接收数据
s.send(), s.recv()
3 传输完毕后,关闭套接字
s.close()
2. TCP协议的Python实现
服务器端:
# -*- coding: utf-8 -*-
__author__ = 'sun'
__date__ = '2019/6/10 0:13'
from socket import *
from time import ctime
HOST = ''
PORT = 21567
BUFSIZ = 1024
ADDR = (HOST, PORT)
tcpSerSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) ##创建服务器TCP套接字
tcpSerSock.bind(ADDR)
tcpSerSock.listen(5)
while True:
print('waiting for connection...')
tcpCliSock, addr = tcpSerSock.accept() ##等待客户端连接
print('...connected from:', addr)
while True:
data = tcpCliSock.recv(BUFSIZ) ##监听客户端是否发送消息
print(data)
if not data:
break
tcpCliSock.send(data)
tcpCliSock.close()
tcpSerSock.close()
客户端代码:
# -*- coding: utf-8 -*-
__author__ = 'sun'
__date__ = '2019/6/10 9:30'
from socket import *
HOST = 'localhost'
PORT = 21567
BUFSIZ = 1024
ADDR = (HOST, PORT)
tcpCliSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) ##创建客户端TCP套接字
tcpCliSock.connect(ADDR) ##连接服务器
while True:
data = input('> ')
if not data:
break
tcpCliSock.send(data.encode(encoding='utf8'))
data = tcpCliSock.recv(BUFSIZ) ##监听客户端发送消息
if not data:
break
print(data)
tcpCliSock.close()
3. Python UDP通信实现
UDP则是面向无连接的协议。
使用UDP协议时,不需要建立连接,只需要知道对方的IP地址和端口号,就可以直接发数据包。但是,能不能到达就不知道了。
虽然用UDP传输数据不可靠,但它的优点是和TCP比,速度快,对于不要求可靠到达的数据,就可以使用UDP协议。
服务器端代码:
import socket
'''
使用UDP协议时,不需要建立连接,只需要知道对方的IP地址和端口号,就可以直接发数据包。但是,能不能到达就不知道了。
虽然用UDP传输数据不可靠,但它的优点是和TCP比,速度快,对于不要求可靠到达的数据,就可以使用UDP协议。
我们来看看如何通过UDP协议传输数据。和TCP类似,使用UDP的通信双方也分为客户端和服务器。服务器首先需要绑定端口
绑定端口和TCP一样,但是不需要调用listen()方法,而是直接接收来自任何客户端的数据
'''
# ipv4 SOCK_DGRAM指定了这个Socket的类型是UDP
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
# 绑定 客户端口和地址:
s.bind(('127.0.0.1', 9999))
print('Bind UDP on 9999...')
while True:
# 接收数据 自动阻塞 等待客户端请求:
data, addr = s.recvfrom(1024)
print('Received from %s:%s.' % addr)
s.sendto('Hello, %s!' % data, addr)
# recvfrom()方法返回数据和客户端的地址与端口,这样,服务器收到数据后,直接调用sendto()就可以把数据用UDP发给客户端。
客户端代码
import socket
'''
客户端使用UDP时,首先仍然创建基于UDP的Socket,然后,不需要调用connect(),直接通过sendto()给服务器发数据:
'''
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
for data in ['python', 'java', 'c']:
# 发送数据:
s.sendto(data, ('127.0.0.1', 9999))
# 接收数据:
print(s.recv(1024))
s.close()
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