Python学习：socket基础

socket基础

什么是socket？

- socket为接口通道，内部封装了IP地址、端口、协议等信息；我们可以看作是以前的通过电话机拨号上网的年代，socket即为电话线

socket通信流程

我们通过下面的图来了解socket的通信流程

Python学习：socket基础

流程描述：

- 1 服务器根据地址类型（ipv4,ipv6）、socket类型、协议创建socket

- 2 服务器为socket绑定ip地址和端口号

- 3 服务器socket监听端口号请求，随时准备接收客户端发来的连接，这时候服务器的socket并没有被打开

- 4 客户端创建socket

- 5 客户端打开socket，根据服务器ip地址和端口号试图连接服务器socket

- 6 服务器socket接收到客户端socket请求，被动打开，开始接收客户端请求，直到客户端返回连接信息。这时候socket进入阻塞状态，

所谓阻塞即accept()方法一直等到客户端返回连接信息后才返回，开始接收下一个客户端连接请求

- 7 客户端连接成功，向服务器发送连接状态信息

- 8 服务器accept方法返回，连接成功

- 9 客户端向socket写入信息(或服务端向socket写入信息)

- 10 服务器读取信息(客户端读取信息)

- 11 客户端关闭

- 12 服务器端关闭

socket 方法

- socket 方法中有两个参数：family、type

family 的参数来确定服务器之间的通信

- family = AF_INET ：服务器之间的通信

- family = AF_INET6 ：服务器之间的通信

- family = AF_UNIX ： UNIX系统中的进程间的通信

type 的参数来确定连接协议

- type = SOCK_STREAM : 用来建立 TCP

- type = SOCK_Dgram : 用来建立 UDP

其他方法

sk.bind(address)

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

sk.listen(backlog)

　　#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

sk.setblocking(bool)

　　#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。

sk.accept()

　　#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

sk.connect(address)

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

sk.connect_ex(address)

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

sk.close()

　　#关闭套接字

sk.recv(bufsize[,flag])

　　#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。

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。

sk.send(string[,flag])

   #注意send发送的数据必须为byte

　　#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。

sk.sendall(string[,flag])

　　#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。

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。

sk.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 client 连接最多等待5s ）

sk.getpeername()

　　#返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。

sk.getsockname()

　　#返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)

sk.fileno()

　　#套接字的文件描述符

简单实现两端聊天

------------------服务器端------------------

import socket

# 创建socket对象，socket 默认的参数为 family = AF_INET 、type = SOCK_STREAM

sk = socket.socket()

address = ('127.0.0.1',8000)

# 绑定IP地址与端口

sk.bind(address)

# 最大的等待数为5

sk.listen(5)

print('server is waiting...')

# 进行阻塞，等待客户端来连接

conn,addr = sk.accept()

# conn 为客户端的socket对象

inp = input('>>>')

conn.send(bytes(inp,'utf-8'))

# conn.close()

# 关闭与客户端的链接

-------------------------------------------

-------------------客户端-------------------

import socket

sk = socket.socket()

address = ('127.0.0.1',8000)

sk.connect(address)

# 连接进入服务端

# recv也会进行阻塞，recv一次接收的内容最大为1024k

data = sk.recv(1024)

print(str(data,'utf-8'))

上述例子，我们实现了服务端与客户端的连接，并进行了聊天；

- 首先，我们需要先打开服务端，此时服务端会进行阻塞，等待客户端的接入

- 接着，我们就可以打开客户端连入服务端，此时即可以开始聊天

在往后，我们还会学到服务端的并发聊天、远程操作、文件上传等相关操作