python基础学习19----socket网络编程

网络通信三要素

ip地址：InetAddress 网络中设备的标识，不易记忆，可用主机名（计算机的标识号）

端口号：用于标识进程的逻辑地址，不同进程的标识（正在运行的软件的标识号）

传输协议：通讯的规则 常见协议：TCP，UDP

IP地址

IP地址是指互联网协议地址（Internet Protocol Address，又译为网际协议地址），是IP Address的缩写。IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。

端口号

物理端口：网卡口

逻辑端口：我们指的就是逻辑端口

　　　　A:每个网络程序都会至少有一个逻辑端口

　　　　B:用于标识进程的逻辑地址，不同进程的标识

　　　　C:有效端口：0~65535，其中0~1024系统使用或保留端口。

TCP

建立连接，形成传输数据的通道；在连接中进行大数据量传输；通过三次握手完成连接，是可靠协议；必须建立连接，效率会稍低

UDP

将数据源和目的封装成数据报包中，不需要建立连接；每个数据报包的大小在限制在64k；因无连接，是不可靠协议；不需要建立连接，速度快

socket

1.方法

socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)

参数一：地址簇

　　socket.AF_INET IPv4（默认）
　　socket.AF_INET6 IPv6

　　socket.AF_UNIX 只能够用于单一的Unix系统进程间通信

参数二：类型

　　socket.SOCK_STREAM　　流式socket , for TCP （默认）
　　socket.SOCK_DGRAM　　 数据报式socket , for UDP

参数三：协议

　　0　　（默认）与特定的地址家族相关的协议,如果是 0 ，则系统就会根据地址格式和套接类别,自动选择一个合适的协议

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])
　　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

2.应用

这张图很好的展示了利用socket进行客户端与服务器端的信息交流。

接下来是一个很简单的服务端与客户端通信的例子

服务器端

import socket

sk=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)
address=("127.0.0.1",9000)
sk.bind(address)
sk.listen(5)

conn,address=sk.accept()
conn.sendall(bytes("hello world","utf8"))

sk.close()

客户端

import socket
sk=socket.socket()
address=("127.0.0.1",9000)
sk.connect(address)

ret=str(sk.recv(1024),"utf8")
print(ret)

　　

socketserver

socketserver相当于将socket网络服务程序部分内容封装到其中，简化了编写任务，而且还能实现多线程通信

服务端

import socketserver

class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):
    def handle(self):
        while 1:

            while 1:
                try:
                    data = self.request.recv(1024)
                except Exception:
                    break
                data=str(data,"utf8")
                print(data)
                if data=="exit":
                    break
                data2=input(">>>")
                self.request.sendall(bytes(data2,"utf8"))
            self.request.close()

if __name__=="__main__":
    server = socketserver.ThreadingTCPServer(("127.0.0.1",9001), MyServer)
    server.serve_forever()

客户端

import socket
sk=socket.socket()
address=("127.0.0.1",9001)
sk.connect(address)

while 1:
    data=input(">>>")
    sk.sendall(bytes(data,"utf8"))
    if data=="exit":
        break
    data2=sk.recv(1024)
    print(str(data2,"utf8"))

sk.close()

上面是一个简易的多线程聊天程序，服务端与使用socket有了些变化，

socketserver的使用方法：

　　1. 创建一个请求处理的类，并且这个类要继承 BaseRequestHandler
　　　class ，并且还要重写父类里handle()方法；

　　2. 你必须实例化 TCPServer，并且传递server IP和你上面创建的请求处理类，给这个TCPServer；

　　3. server.handle_requese()#只处理一个请求，server.server_forever()处理多个一个请求，永远执行

　　4. 关闭连接server_close()

上述代码中ThreadingTCPServer使用了多线程的方法，handle方法是自己写的具体处理方法，会在server.server_forever()中调用。

简单的使用方法就像上边的代码一样的格式，只是handle中的不同，若要是使用udp传输或者要改变其他的内容，可以通过查看socketserver源代码，根据情况创建不同的Server实例，使用不同的方法。