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python socket

MAYA_MUYI
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    套接字(socket)是一个抽象层,应用程序可以通过它发送或接收数据,可对其进行像对文件一样的打开、读写和关闭等操作。 套接字允许应用程序将I/O插入到网络中,并与网络中的其他应用程序进行通信。 网络套接字是IP地址与端口的组合。

  • socket相当于一个接口使得我们可以脱离应用层直接和传输层(以及其下的协议层)对接

1. socket流程

I. 服务端

 创建socket对象 -> 绑定协议、端口等 -> 监听请求(等待客户端连接) -> 建立客户端连接 -> 关闭连接

II. 客户端

 创建socket对象 -> 请求连接 -> 发送请求 -> 关闭连接

III. 流程图(两张图片配合理解)

image.png

image.png

IV. 实例

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
# 文件名:server.py
 
import socket               # 导入 socket 模块
 
s = socket.socket()         # 创建 socket 对象
host = socket.gethostname() # 获取本地主机名
port = 12345                # 设置端口
s.bind((host, port))        # 绑定端口
 
s.listen(5)                 # 等待客户端连接
while True:
    c,addr = s.accept()     # 建立客户端连接
    print ('连接地址:', addr)
    c.send('hello world!'.encode('utf-8'))
    c.close()                # 关闭连接

# --------------------------------------------------------------------------------
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
# 文件名:client.py
 
import socket               # 导入 socket 模块
 
s = socket.socket()         # 创建 socket 对象
host = socket.gethostname() # 获取本地主机名
port = 12345                # 设置端口号
 
s.connect((host, port))
print (s.recv(1024))
s.close()

2. socket内建方法

函数 描述
服务器端套接字 ------------------------------------------------------
s.bind() 绑定地址(host,port)到套接字, 在AF_INET下,以元组(host,port)的形式表示地址。
s.listen() 开始TCP监听。backlog指定在拒绝连接之前,操作系统可以挂起的最大连接数量。该值至少为1,大部分应用程序设为5就可以了。
s.accept() 被动接受TCP客户端连接,(阻塞式)等待连接的到来
客户端套接字 ------------------------------------------------------
s.connect() 主动初始化TCP服务器连接,。一般address的格式为元组(hostname,port),如果连接出错,返回socket.error错误。
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,数据以字符串形式返回,bufsize指定要接收的最大数据量。flag提供有关消息的其他信息,通常可以忽略。
s.send() 发送TCP数据,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。
s.sendall() 完整发送TCP数据,完整发送TCP数据。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。
s.recvfrom() 接收UDP数据,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。
s.sendto() 发送UDP数据,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。
s.close() 关闭套接字
s.getpeername() 返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组(ipaddr,port)。
s.getsockname() 返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)
s.setsockopt(level,optname,value) 设置给定套接字选项的值。
s.getsockopt(level,optname[.buflen]) 返回套接字选项的值。
s.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connect())
s.gettimeout() 返回当前超时期的值,单位是秒,如果没有设置超时期,则返回None。
s.fileno() 返回套接字的文件描述符。
s.setblocking(flag) 如果flag为0,则将套接字设为非阻塞模式,否则将套接字设为阻塞模式(默认值)。非阻塞模式下,如果调用recv()没有发现任何数
据,或send()调用无法立即发送数据,那么将引起socket.error异常。
s.makefile() 创建一个与该套接字相关连的文件

2. socket模拟HTTP请求

urllib本身也是在socket基础上做相应实现,同样的饿我们可以通过socket发送http请求

import socket
from urllib.parse import urlparse


def get_url(url):
    host, path = urlparse(url).netloc, urlparse(url).path
    if path == "":
        path = "/"
    # 建立socket连接
    conn = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    conn.connect((host, 80))  # 获得连接

    conn.send("GET {} HTTP/1.1\r\nHost:{}\r\nConnection:close\r\n\r\n".format(path, host).encode('utf-8'))
    init_data = b""
    while True:
        data = conn.recv(1024)
        if data:
            init_data += data
        else:
            break

    print(init_data.decode('utf-8'))  # 包含头信息,可以用split取得纯html内容
    conn.close()    # 关闭连接


if __name__ == '__main__':
    get_url('http://www.baidu.com')

  • 多用户的请求可以通过多线程实现,主线程接收连接,每接收到请求的连接和地址就开线程处理请求
  • send方法接收bytes-like对象
  • socket.socket([family[, type[, proto]]])接收family(套接字家族可以使AF_UNIX或者AF_INET,代表UDP和TCP)type(套接字类型,可以根据是面向连接的还是非连接分为SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM)protocol(一般不填默认为0)三个参数

3. socket.socket()参数说明

I. 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

II. 套接字类型

  • socket.SOCK_STREAM:流式socket , for TCP (默认)
  • socket.SOCK_DGRAM:数据报式socket , for 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。
  • socket.SOCK_SEQPACKET:可靠的连续数据包服务

III. 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
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