网络编程基础之Socket套接字

一、Socket介绍

　　1、什么是socket?

　　　　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。

　　　　当你想给另一台计算机发消息，你知道他的IP地址，而他的机器上运行着多个软件，如QQ、迅雷等，那当你通过qq发消息给他时，消息通过ip地址到达他的电脑，那他的电脑怎样把消息给指定的QQ程序呢？答案就是port，即端口，一个机器上可以有66535个端口，你的程序要想从网络上收发数据，必须绑定一个端口，这样，远程设备发到这个端口上的数据，就会转给这个程序。

　　　　如下图所示：

　　　　

　　2、socket通信

　　　　当两台机器通过socket建立连接后，主要做两件事，一个是收数据，一个是发数据，没数据时就等着。

·　　　  我们可以通过打电话模拟这个过程：

　　　　　　打电话方（socket客户端）　　　　

1、你必须先有个电话（生成socket对象）
2、输入你想拨打的电话（connect 远程主机的ip和port）
3、等待对方接听
4、say"hello ,do you have time?"(send()发送消息)
5、等待回应-->响应回应-->等待回应...

　　　　　　接电话方（socket服务端）

1、同样首先你得有个电话（生成socket对象）
2、你需要绑定你的电话号码（绑定本机的ip和port）
3、你的电话必须接上电话线（连网）
4、等电话（监听电话 listen）
5、电话铃声响了，接听电话，听到“hello,do you have time?”（接受连接）

　　

　　3、socket通信完整过程

二、Socket套接字方法

　　1、socket实例类

　　　　socket.socket(family=AF_INET,type=SOCK_STREAM)

　　　　family(socket家族)

　　　　socket.AF_UNIX：用于本机进程间通讯，为了保证程序安全，两个独立的程序(进程)间是不能互相访问彼此的内存的，但为了实现进程间的通讯，可以通过创建一个本地的socket来完成。

　　　　socket.AF_INET：还有AF_INET6被用于ipv6，还有一些其他的地址家族，不过，其他的很少用到，但是我们现在只关心网络编程，所以大部分时候只使用AF_INET。

　　socket type类型

　　　　socket.SOCK_STREAM  用于TCP

　　　　socket.SOCK_DGRAM   用于UDP

　　　　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_RDM    是一种可靠的UDP形式，即保证交付数据报但不保证顺序。SOCK_RAM用来提供对原始协议的低级访问，在需要执行某些特殊操作时使用，如发送ICMP报文。SOCK_RAM通常仅限于高级用户或管理员运行的程序使用。

　　2、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，等待连接的到来

　　3、客户端套接字函数

　　　　s.connect() 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。

　　4、公共的套接字函数

　　　　s.recv()  接收数据

　　　　s.send() 发送数据（当待发送数据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,数据不丢失，直到发完）

　　　　s.recvfrom()  从套接字接收数据。返回值是一对(字节，地址)

　　　　s.getpeername() 连接到当前套接字的远端的地址

　　　　s.close() 关闭套接字

　　　　socket.getaddrinfo(host, port, family=0, type=0, proto=0, flags=0) 返回远程主机的地址信息，例子 socket.getaddrinfo('luffycity.com',80)

　　　　socket.getfqdn() 拿到本机的主机名

　　　　socket.gethostbyname() 通过域名解析ip地址

　　　　socket.setblocking(flag) #True or False,设置socket为非阻塞模式，io异步时会用

三、一个简单的socket套接字实例　

# 服务端.py

#！/usr/bin/env python3
#-*- coding:utf-8 -*-
# write by congcong

import socket
'''
在此服务端有两个套接字，一个是 phone 绑定，监听，获取链接；另一个是 conn 收发消息
而 客户端只有一个套接字，就是 phone
'''
#1、 买手机
tel = socket.socket(family=socket.AF_INET,type=socket.SOCK_STREAM)
#2、绑定手机卡
tel.bind(('127.0.0.1',8081))
#3、开机
tel.listen(5)
#4、等待连通
conn,client = tel.accept()
#5、收发消息
data = conn.recv(1024)
print('收到来自客户端的消息',data) # 收到来自客户端的消息 b'hello world'
conn.send(data.upper())
#6、挂断
conn.close()
#7、关机
tel.close()

# 客户端.py

#！/usr/bin/env python3
#-*- coding:utf-8 -*-
# write by congcong

import socket
# 1、买手机
phone = socket.socket(family=socket.AF_INET,type=socket.SOCK_STREAM)

# 2、打电话（客户端无固定IP和端口，所有不需要绑定）
phone.connect(('127.0.0.1',8081))

# 3、发收消息
phone.send('hello world'.encode('utf-8'))
data = phone.recv(1024)
print('收到来自服务端的消息',data) # 收到来自服务端的消息 b'HELLO WORLD'

# 4、关机
phone.close()

以上内容摘录整理自：https://www.luffycity.com/python-book/di-6-zhang-wang-luo-bian-7a0b-socket-kai-fa/63-socketjie-shao.html