1.socket编程的概念
socket通常也称作”套接字”,用于描述IP地址和端口,是一个通信链的句柄,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;
socket起源于Unix,而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”,socket就是该模式的一个实现,socket即是一种特殊的文件,一些socket函数就是对其进行的操作;
线程之间的通信形式有:event时间,lock锁,信号量,queue队列等,而进程之间的通信,一般使用套接字,套接字的IPC方式使得跨平台之间的进程通信成为可能,最早的socket是在BSD-Unix平台上发布,最终成为了行业标准,使得计算机之间的通信变得非常简单;
# 客户端示例代码import socket# socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM默认参数socket_instance = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)socket_instance.connect(('www.baidu.com', 80))
2.socket( )类详解
套接字格式:
socket(family, type[,protocal])
使用给定的套接字、套接字类型、协议编号(默认为0)来创建套接字 ;socket.AF_UNIX
:用于同一台机器上的进程通信(既本机通信);socket.AF_INET
:用于服务器与服务器之间的网络通信;socket.AF_INET6
:基于IPV6方式的服务器与服务器之间的网络通信;socket.SOCK_STREAM
:基于TCP的流式socket通信;socket.SOCK_DGRAM
:基于UDP的数据报式socket通信;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_SEQPACKET
:可靠的连续数据包服务;
3.如何编写服务器socket端
接下来我们讲解一下TCP服务端和TCP客户端代码示例,大家记得看代码的注释,方便大家理解代码:
# TCP服务端代码示例import socketfrom pprint import pprint# 创建TCP连接socket_instance = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)# bind方法的参数是ip和端口组成的元组表示addresssocket_instance.bind(('127.0.0.1', 9000))# 操作系统可以挂起的最大连接数,如果同一时间的连接数超过5,拒绝其他的连接socket_instance.listen(5)# 死循环,循环接收新的客户端连接while True: # 接收客户端的请求,且获取新socket对象和客户端信息 new_socket, client_addr = socket_instance.accept() # 阻塞,等待握手 # 循环接收已连接的客户端发送的数据 while True: # 从缓存区中读取1024字节信息 ,使用decode()方法进行解码 data = new_socket.recv(1024).decode() # 阻塞的 # 返回客户端的一下信息 pprint(data) # 返回客户端地址 ('127.0.0.1', 51978) pprint(client_addr) # 把服务器的数据发送回客户端,使用encode()方法把字符串编码成二进制 new_socket.sendall('服务器端已经拿到你的消息'.encode())
# TCP客户端代码实现import socket# 创建TCP连接socket_instance = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)socket_instance.connect(('127.0.0.1', 9000)) # 进行三次握手while True: cmd = input("请输入您想说的话:") socket_instance.send(cmd.encode()) # 把数据发送到服务端 data = socket_instance.recv(1024) print(data.decode())
现在我们已经把TCP的服务端和客户端都写好了(写在两个不同的.py文件中),那我们来运行代码看一下效果,首先运行服务器端代码的.py文件(鼠标右键->Run test.py),然后再运行客户端代码(鼠标右键->Run test1.py),客户端会提示要我们输入想说的话,如图:
需要注意的是我们不能通过TCP的客户端连接UDP服务器,也不能通过UDP的客户端连接TCP的服务器,也就是客户端和服务端的socket协议必须一样
4.UDP服务器和客户端端代码实现
# UDP服务器端代码实现import socket# 创建UDP连接socket_instance = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)socket_instance.bind(('127.0.0.1', 9000))# 循环接收新的客户端连接while True: # 接收客户端的请求,且获取新socket对象和客户端信息 data, client_addr = socket_instance.recvfrom(1024) print(data.decode()) socket_instance.sendto('Server has receive your data'.encode(), client_addr)
# UDP客户端代码实现import socket# 创建socket实例socket_instance = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)while True: data = input("请输入您想说的话:") socket_instance.sendto(data.encode(), ('127.0.0.1', 9000)) data, server_addr = socket_instance.recvfrom(1024) print(data.decode())
然后依次运行服务器端代码和客户端代码,步骤和TCP中的运行差不多
5.UDP 服务器端的实现步骤
1.创建 socket 对象;2.向socket 对象绑定服务器地址;3.进入与客户端交互数据的循环阶段;4.接收客户端发来的数据(包括 bytes 对象 data,以及客户端的 IP 地址和端口号 addr,其中 addr 为二元组 (host, port);5.打印接收信息,表示从地址为 addr 的客户端接收到数据);6.关闭;
6.UDP客户端的实现步骤
1.创建 socket 对象;2.初始化 UDP 服务器的地址;3.进入与服务器交互数据的循环阶段;4.等待用户输入数据;5.向服务器端发送接收数据;6.关闭套接字,不再向服务器发送数据;
7.TCP 和UDP的区别有哪些
TCP传输数据使用字节流的方式传输,而UDP是数据报传输;
TCP对网络条件要求高,而UDP更适合实时传输;
TCP编程可以保证传输的可靠性,UDP则不保证;
TCP会产生粘包现象,而UDP则容易丢包;
TCP使用listen方法和accpet方法,而UDP不需要;
TCP使用recv方法和send方法,而UDP使用recvfrom方法和sendto方法;
8.服务器端socket实例对象创建连接的方法有:
bind()
:将套接字绑定到地址,在AF_INET下,以tuple(host, port)的方式传入;listen()
:开始监听TCP传入连接;accept()
:接受TCP链接并返回(new_socket, address),其中new_socket是新的套接字对象,可以用来接收和发送数据,address是链接客户端的地址;
9.客户端socket实例对象创建连接的方法有:
connect()
:连接到address处的套接字,一般address的格式为tuple(host, port),如果链接出错,则返回socket.error错误;connect_ex()
:功能与s.connect(address)相同,但成功返回0,失败返回errno的值;
10.客户端和服务器端socket实例对象都有的方法:
recv()
:接受TCP套接字的数据,数据以字符串形式返回;send()
:发送TCP数据,将字符串中的数据发送到链接的套接字,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;sendall()
:完整发送TCP数据,将字符串中的数据发送到链接的套接字,但在返回之前尝试发送所有数据,成功返回None,失败则抛出异常;recvfrom()
:接受UDP套接字的数据;sendto()
:发送UDP数据,将数据发送到套接字;close()
:关闭套接字;getpeername()
:返回套接字的远程地址;getsockname()
:返回套接字自己的地址;settimeout()
:设置套接字操作的超时时间;gettimeout()
:返回当前超时值,单位是秒,如果没有设置超时则返回None;fileno()
:返回套接字的文件描述;setblocking()
:如果flag为0,则将套接字设置为非阻塞模式,否则将套接字设置为阻塞模式(默认值);makefile()
:创建一个与该套接字相关的文件;setsockopt()
:设置给定套接字选项的值;getsockopt()
:返回套接字选项的值;
参考:https://www.9xkd.com/user/plan-view.html?id=1374569434
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