Socket的定义
套接字是为特定网络协议(例如TCP/IP,ICMP/IP,UDP/IP等)套件对上的网络应用程序提供者提供当前可移植标准的对象。它们允许程序接受并进行连接,如发送和接受数据。为了建立通信通道,网络通信的每个端点拥有一个套接字对象极为重要。
套接字模块是一个非常简单的基于对象的接口,它提供对低层BSD套接字样式网络的访问。使用该模块可以实现客户机和服务器套接字。要在python 中建立具有TCP和流套接字的简单服务器,需要使用socket模块。
Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。所以,我们无需深入理解tcp/udp协议,socket已经为我们封装好了,我们只需要遵循socket的规定去编程,写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的。
补充:也有人将socket说成ip+port,ip是用来标识互联网中的一台主机的位置,而port是用来标识这台机器上的一个应用程序,ip地址是配置到网卡上的,而port是应用程序开启的,ip与port的绑定就标识了互联网中独一无二的一个应用程序,而程序的pid是同一台机器上不同进程或者线程的标识
python提供了两个级别访问的网络服务:
- 低级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。
Socket模块方法
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 |
套接字的工作流程
一般socket建立链接需要六个步骤,其中包括:socket.socket()创建socket对象、s.bind绑定地址到socket对象、s.listen监听地址端口、s.accept阻塞接受链接请求、s.send,s.recv方法处理通信数据、s.close关闭链接。
套接字方法使用
服务器创建套接字链接:
1)创建socket对象: socket.socket(family=AF_INET, type=SOCK_STREAM, proto=0, fileno=None)
socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)使用给定的地址族,套接字类型和协议号来创建一个新套接字.
family为指定的地址族:
socket.AF_UNIX :只能够用于单一的Unix系统进程间通信
socket.AF_INET :服务器之间的网络通信(ipv4协议的TCP和UDP)ipv4,默认为这个
socket.AF_INET6 :服务器之间的网络通信ipv6
type为指定的套接字类型:
socket.SOCK_STREAM :面向连接的TCP,默认为这个
socket.SOCK_DGRAM :面向非连接的UDP
2)socket对象绑定地址及端口
地址必须是一个双元素的元组,包括(host,port)主机名或IP地址+端口号。如果端口号或地址错误将引发socke.error异常。
3)socket对象监听地址端口链接
socket.listen(backlog)
backlog指定了最多连接数,至少为1,接到连接请求后,这些请求必须排队等候连接,如果队列已满,则拒绝请求。
4)socket.accept对象阻塞等待接受链接
fd, addr = self._accept()
调用accept方法时,socket会进入‘waiting’阻塞状态,客户请求连接时,方法会建立连接并返回服务器。
accept方法会返回一个含有两个元素的元组,(fd,addr)。第一个元素是新的socket对象,服务器通过它与客户端通信。第二个元素是客户端的地址及端口信息。
5)处理阶段,服务器与客户端通过send和recv方法通信(传输数据)
调用新链接对象与客户端或者服务器通信:
socket.recv(buffersize) :接受客户端信或服务器数据,buffersize指定接收数据的大小,单位为字节。
socket.send(data) :发送信息给客户端或服务器,信息必须转换为字节才能发送。
6)传输结束,关闭链接
socket.close() 关闭链接
客户端创建套接字链接:
1)s = socket.socket() 创建socket对象
2)s.connect('127.0.0.1','80') 绑定地址端口链接服务器
3)s.send(data) 发送数据到服务器
4)s.recv(1024) 接收服务器数据
5)s.close() 关闭链接
示例代码:
# ss = socket() # 创建服务器套接字 # ss.bind() # 套接字与地址绑定 # ss.listen() # 监听连接 # inf_loop: # 服务器无限循环 # cs = ss.accept() # 接受客户端连接 # comm_loop: # 通信循环 # cs.recv()/cs.send() # 对话(接收/发送) # cs.close() # 关闭客户端套接字 # ss.close() # 关闭服务器套接字#(可选) import socket import sys from time import ctime # 1.socket(socket_family, socket_type, protocol=0) # 其中,socket_family 是 AF_UNIX 或 AF_INET,ocket_type 是 SOCK_STREAM或 SOCK_DGRAM, protocol 通常省略,默认为 0。 # 为了创建 TCP/IP 套接字,可以用下面的方式调用 socket.socket()。 # tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 同样,为了创建 UDP/IP 套接字,需要执行以下语句。 # udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) ServerSocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 获取本地机器名 host = socket.gethostname() # 设置端口 port = 9999 # 2.s.bind绑定本地地址到socket对象 ServerSocket.bind((host, port)) # 3.s.listen监听地址端口,连接几个客户端 ServerSocket.listen(2) while True: # 4.s.accept阻塞接受链接请求,被动接受 TCP 客户端连接,一直等待直到连接到达(阻塞) # accept()方法会返回一个含有两个元素的元组(fd,addr)。 # 第一个元素是新的socket对象,服务器通过它与客户端通信。 # 第二个元素也是元组,是客户端的地址及端口信息。 clientsocket, addr = ServerSocket.accept() print("连接地址:%s" % str(addr)) msg = "welcomt to my demo" #send()和recv()的数据格式都是bytes。 # (str和bytes的相互转化,用encode()和decode(),或者用bytes()和str()) clientsocket.send(msg.encode("utf-8")) data = clientsocket.recv(1024) data1 = ('[%s] %s' % (ctime(),data.decode())).encode("utf-8") clientsocket.send(data1) clientsocket.close() ServerSocket.close()
import socket
import sys
s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
host = socket.gethostname()
port = 9999
#如果不是本机,host用server的,ip和name都可以。
s.connect((host,port))
msg = s.recv(1024)
msg2 = "connect to server"
s.send(msg2.encode("utf-8"))
msg3 = s.recv(1024)
s.close()
print(msg.decode("utf-8"))
print(msg3.decode("utf-8"))
简单的socket网络通信就完成了。后续socketserver,粘包等高深知识,还么看,等看到了,再做总结。
参考自:
https://www.cnblogs.com/zhangyingai/p/7097922.html
https://www.cnblogs.com/zhangxinqi/p/8243919.html
http://www.runoob.com/python3/python3-socket.html