python-网络编程-socket编程

一、TCP\IP（网络通信协议）简介

      TCP：（Transmission Control Protocol）传输控制协议，面向有连接的通信协议

　　 UDP:数据报文协议，面向无连接的通信协议

IP:(Internet Protocol)网际协议

      

二、socket语法

网络七层模型（OSI模型）

1物理层——>2数据链路层（mac地址）——>3网络层(IP)——>4传输层（TCP/IP 、UDP协议传输）——>5会话层——>6表示层——>7应用层（http、ftp、smtp、pop3）

socket语法及相关知识点：

　　      socket是为两个程序之间建立一个双向通道，来实现数据传输。  网络通信是通过ip+port来定位具体的目标机器的具体的服务，操作系统有0-65535个端口，每个端口独立对外提供服务。

建立一个socket必须有两个端：服务端和客户端

服务端：被动等待接受客户端的请求

建立流程：1.建立一个socket实例sk——>sk.bind()设置服务端可监听的网络地址和端口号——>sk.listen()开始监听——>

cnn,val=sk.accepr()接受客户端的连接——>cnn.recv()接受数据——>cnn.send()发送数据——>close

1、建立一个socket实例 ：socket.socket()

 import socket
 server=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

第一个参数为：地址簇

socket.AF_INET       ipv4

socket.AF_INET6     IPV6

socket.AF_UNIX       unix本机进行之间通信

       

第二个参数：socket类型

socket.SOCKET_STREAM   for tcp

socket.SOCKET_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。

2、 绑定地址：sk.bind(address)

address的格式取决于地址簇，如果是IPV4，则以元祖的形式传入地址

 server.bind(('0.0.0.0',8001))

3、开始监听：sk.listen(backlog)

开始监听传入的连接，backlog表示在拒绝连接之前，可挂起的最大连接数，backlog最大为5

 server.listen(5)

4、接收连接并返回新套接字对象和客户端地址

 cnn,client_addr=server.accept()

cnn为新的套接字对象，clinet为连接的客户端地址

5、接受和发送客户端数据

 cnn.recv(1024)
 cnn.send(b'got your msg')

客户端：主动向服务端发送请求

流程：建立一个socket实例c——>c.connect()连接服务端——>c.send()发送数据——>c.recv()接受数据——>c.close()

 import socket
 client=socket.socket()     #  1、建立socket实例
 client.connect(('localhost',8001))   #2、连接
 msg=input('>>：')
 client.send(msg.encode())       #3、发送数据
 print('send:%s' %msg)
 data=client.recv(1024)
 print('receive from server:%s'%data)     #4、接受数据

下面是小练习：

服务端：

 import socket
 server=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 server.bind(('127.168.0.1',8001))
 server.listen(5)
 print('------------start to listen--------')
 while True:    #客户端断开与服务端的连接时，防止直接跳出第二个循环后，报错，而是回到该循环，重新接受其他客户端的请求
     cnn,client_addr=server.accept()
     print(cnn,client_addr)
     while True:
         try:
             data=cnn.recv(1024)    #有一个客户端断开连接是，recv不到连接，会报错，用try来进行异常处理，防止程序终止
             print('客户端：%s'%data)
             s_data=input('服务端:')
             cnn.send(s_data.encode())
         except ConnectionResetError as e:
             print(e)
             break

客户端：

 import socket
 client=socket.socket()
 client.connect(('127.168.0.1',8001))
 
 while True:
     msg=input('客户端：')
     client.send(msg.encode())
     # print('send:%s' %msg)
     data=client.recv(1024)
     print('服务端:%s'%data)

 三、SocketServer网络服务器框架

       ScoketServer可实现多线程的网络服务，它包括5个服务类：

　　　　   BaseServer：不直接对外服务，是一下四个服务类的基类

　　　　   TCPServer：处理tcp协议的网络传输

UDPServer：处理udp协议的网络传输

UnixStreamServer：继承TCPserver，用于unix平台，实现进程间的通信

UnixDatagramServer：继承UDPServer，用于unix平台，实现进程间的通信

一、创建一个tcp协议的socketserver

1、首先定义一个类，继承socketserver.BaseRequestHandler，重写该类中的handle方法

handle方法封装的是服务端和客户端的交互体

 import socketserver
 class MYTCPHander(socketserver.BaseRequestHandler):
     def handle(self):   #封装服务端和客户端的交互体，即accept之后的内容：recv send这些，不包括listen
         while True:
             try:
                 self.data=self.request.recv(1024).strip()    #self.request:套接字   即cnn,client_addr=server.accept()中的cnn

 # print(self.client_address) # 打印客户端的IP和端口号  print(self.data.decode())  self.request.send(b'got your msg')  except Exception as e:  print(e)

2、创建一个server实例

绑定服务的地址和端口号，创建一个TCPServer实例，并开始监听和处理客户端的请求

 if __name__=='__main__':
     HOST,PORT='0.0.0.0',9999
     server=socketserver.TCPServer((HOST,PORT),MYTCPHander)     #创建一个tap类型的socketserver实例，每连接一个客户端就会生成一个实例（注意不是说每次客户端发送数据）
     server.serve_forever()      #开始监听，开始处理客户端的请求request

　　以上的脚本还是一个单线程的，如何实现多线程网络通信呢？只需要在创建socketserver实例的时候，讲socketserver.TCPServer改为socketserver.ThreadingTCPServer即可

 if __name__=='__main__':
     HOST,PORT='0.0.0.0',9999
     server=socketserver.ThreadingTCPServer((HOST,PORT),MYTCPHandler)
     print('__________________start to listen___________________')
     server.serve_forever()

使用ThreadingTCPServer后，每次进来一个连接就会生成一个线程