Python3.X 模块 socket 实训

前言

网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换,这个连接的一端称为一个socket。

建立网络通信连接至少要一对端口号(socket)。socket本质是编程接口(API),对TCP/IP的封装,TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口,这就是Socket编程接口;HTTP是轿车,提供了封装或者显示数据的具体形式;Socket是发动机,提供了网络通信的能力。

Socket的英文原义是“孔”或“插座”。作为BSD UNIX的进程通信机制,取后一种意思。
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,可以用来实现不同虚拟机或不同计算机之间的通信。
在Internet上的主机一般运行了多个服务软件,同时提供几种服务。
每种服务都打开一个Socket,并绑定到一个端口上,不同的端口对应于不同的服务。
Socket正如其英文原义那样,像一个多孔插座。一台主机犹如布满各种插座的房间,每个插座有一个编号,有的插座提供220伏交流电, 有的提供110伏交流电,有的则提供有线电视节目。 客户软件将插头插到不同编号的插座,就可以得到不同的服务。

通过这个模块我们可以自己写程序的server端和client端,可以自己定义server端对外提供服务器的ip地址和端口。学会使用这个模块的之后我们不仅可以开往网络程序,还可以利用socket模块开发出端口扫描的程序。

代码实现

创建服务器端代码:

python仿真信号模拟_套接字

#!/usr/bin/env python

import socket

ip_port = ('127.0.0.1', 9999)
# 创建socket对象并指定连接的网络类型和传输协议
sk = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sk.bind(ip_port)
# 启动监听,并设置最多可以通知连入连接数
sk.listen(5)

while True:
    print('server is waitting...')
    '''
    进入accept阻塞状态来等待客户端的连接请求
    保存客户端的连接状态和客户端的地址
    '''
    conn,addr = sk.accept()
    # print(addr)
    # print(conn)
    # 如果有客户端发来请求就每次都只接受1024个字节的内容,注意recv()也是阻塞的
    client_data = conn.recv(1024)
    print(client_data)
    conn.send('I am server.'.encode('utf-8'))
    conn.close()

python仿真信号模拟_数据_02

clinet 端代码实现:

#!/usr/bin/env python

import socket

ip_port = ('127.0.0.1', 9999)
# 创建socket实例,参数不填的话就采用ipv4协议通过tcp传输
sk = socket.socket()

sk.connect(ip_port)
client_send = 'I am client.'.encode('utf-8')
sk.send(client_send)
server_reply = sk.recv(1024)

print(server_reply)
sk.close()

通过以上两段代码的运行,我们就实现了server端与client端的通信

python仿真信号模拟_数据_03

在server端可以到如下运行结果,接收到客户端请求之后又恢复到了等待状态

server waiting…
b’I am client’
server waiting…

在client端也看到了类似的结果,成功接收到了server端的发来的信息之后退出了程序

I am server

以上只是利用了socket的里面必要执行的方法,实际上还有很多很多方法可以对socket程序进行更加细致的设置

模块其他常见使用

socket 参数

# 实例化时,不加参数,默认是如下参数
sk = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM, 0)

# 参数一: 地址簇
socket.AF_INET :服务器之间网络通信,用于ipv4(默认)
socket.AF_UNIX :只能够用于单一的unix系统进程间通信,不能进行网络通信
socket.AF_INET6 :IPV6

# 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
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;使用原始套接字,可以通过IP_HDRINCL套接字选项由用户构造IP头
socket.SOCK_RDM 一种课改的UDP形式,保证数据但不保证顺序,很少用
socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的连续数据包服务,很少用

# 参数三: 协议
0 (默认),于特定的地址家族相关的协议,如果是0,则系统会根据地址格式和套接类别自动选择一个合适的协议

socket 方法

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