day35 socket套接字介绍

一、套接字发展史与分类
二、套接字工作流程
三、基于tcp的套接字

一、套接字发展史与分类

套接字起源于 20 世纪 70 年代加利福尼亚大学伯克利分校版本的 Unix,即人们所说的 BSD Unix。因此,有时人们也把套接字称为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一开始,套接字被设计用在同一台主机上多个应用程序之间的通讯。这也被称进程间通讯,或 IPC。套接字有两种（或者称为有两个种族）,分别是基于文件型的和基于网络型的。

基于文件类型的套接字家族

套接字家族的名字：AF_UNIX

unix一切皆文件，基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据，两个套接字进程运行在同一机器，可以通过访问同一个文件系统间接完成通信

基于网络类型的套接字家族

套接字家族的名字：AF_INET

(还有AF_INET6被用于ipv6，还有一些其他的地址家族，不过，他们要么是只用于某个平台，要么就是已经被废弃，或者是很少被使用，或者是根本没有实现，所有地址家族中，AF_INET是使用最广泛的一个，python支持很多种地址家族)

总结：了解即可，但是由于我们只关心网络编程，所以大部分时候我么只使用AF_INET

二、套接字工作流程

一个生活中的场景。你要打电话给一个朋友，先拨号，朋友听到电话铃声后提起电话，这时你和你的朋友就建立起了连接，就可以讲话了。等交流结束，挂断电话结束此次交谈。生活中的场景就解释了这工作原理。

先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束

服务端套接字函数

s.bind()    绑定(主机,端口号)到套接字

s.listen()  开始TCP监听

s.accept()  被动接受TCP客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来

客户端套接字函数

s.connect()     主动初始化TCP服务器连接

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

s.send()            发送TCP数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)

s.sendall()         发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用send直到发完)

s.recvfrom()        接收UDP数据

s.sendto()          发送UDP数据

s.getpeername()     连接到当前套接字的远端的地址

s.getsockname()     当前套接字的地址

s.getsockopt()      返回指定套接字的参数

s.setsockopt()      设置指定套接字的参数

s.close()           关闭套接字

面向锁的套接字方法

s.setblocking()     设置套接字的阻塞与非阻塞模式

s.settimeout()      设置阻塞套接字操作的超时时间

s.gettimeout()      得到阻塞套接字操作的超时时间

面向文件的套接字的函数

s.fileno()          套接字的文件描述符

s.makefile()        创建一个与该套接字相关的文件

三、基于tcp的套接字

tcp 客户端

import socket

# 实例化套接字对象

phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

# 向客户端发起链接请求

phone.connect(('127.0.0.1',8080))

# 通信循环

while True:

    msg = input("msg:::")

    # 输入空格的话会把空传给缓存，但是缓存不会把这份数据传给服务端，服务端也就没法回信

    # tcp中要避免输入空字符

    if len(msg)==0:

        continue

    # 发送消息

    phone.send(msg.encode('utf-8'))

    # 指定接收消息的最大bytes

    data = phone.recv(1024)

    print(data.decode('utf-8'))

    if msg =='q':

        break

# 断开链接

phone.close()

tcp 服务端

import socket

# 实例化套接字对象

phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)# sock_STREAM表示tcp为流式链接

# 绑定ip+port以便用户访问

phone.bind(('127.0.0.1',8080))

# 设置半连接池最大的状态

phone.listen(5)

# 监听循环

while True:

    # 接收来自用户的链接请求，第一个参数是用户对象，第二个参数是用户地址

    conn,client_addr = phone.accept()

    try:

        while True:

            # 设置最大接收数据量

            data = conn.recv(1024)

            # 在客户端发起断开链接时退出循环

            if len(data) == 0:break

            print('客户端send：',data.decode('utf-8'))

            # 向客户端发送数据

            conn.send(data.upper())

    except Exception:

        # 当客户端断开链接时，关闭通往客户端的通道

        conn.close()

udp服务端

import socket

server=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) # 数据报协议=》udp协议

# 绑定一个端口

server.bind(('127.0.0.1',8081))

while True:

    # udp没有建立链接的概念，只有直来直去的数据传输，分为数据部分和端口部分

    data,client_addr=server.recvfrom(1024)

    # 接收和传输都是要以数据，端口的元组形式进行传输

    server.sendto(data.upper(),client_addr)

server.close()

udp客户端

import socket

client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) # 流式协议=》tcp协议

while True:

    msg=input('>>>: ').strip()

    # udp中传输数据要跟上目标的ip+端口

    client.sendto(msg.encode('utf-8'),('127.0.0.1',8081))

    # 接受可以用解压赋值

    res,addr=client.recvfrom(1024)

    print(res.decode('utf-8'))

client.close()