Socket

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。

Socket又称"套接字",应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求,使主机间或者一台计算机上的进程间可以通讯。

Python 提供了两个级别访问的网络服务。:

低级别的网络服务支持基本的 Socket,它提供了标准的 BSD Sockets API,可以访问底层操作系统Socket接口的全部方法。

高级别的网络服务模块 SocketServer, 它提供了服务器中心类,可以简化网络服务器的开发。

注意:以下实例中全部使用本地局域网 若想实现外网传输 在有路由器的情况下需首先向运营商申请公网动态ip 然后添加内网映射等操作

socket()函数

Python 中,我们用 socket()函数来创建套接字,语法格式如下:

import socket

socket.socket(family=AF_INET, type=SOCK_STREAM, proto=0, fileno=None)#所给即为默认参数

参数

family:
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
type:
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
socket.SOCK_RDM     可靠UDP形式
socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的连续数据包服务
protocol:
0:默认,可以省略
CAN_RAW或CAN_BCM:地址族为AF_CAN时
Socket 对象(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

简单的信息交互实例(tcp):

服务端 socket_server.py

importsocket#默认tcp方式传输

sk=socket.socket()#绑定IP与端口

ip_port=('127.0.0.1',8888)#绑定监听

sk.bind(ip_port)#最大连接数

sk.listen(5)#不断循环 接受数据

whileTrue:#提示信息

print("正在等待接收数据。。。。")#接受数据 连接对象与客户端地址

conn, address =sk.accept()#定义信息

msg = "连接成功"

#返回信息

#注意 python3.x以上,网络数据的发送接收都是byte类型

#如果发送的数据是str型,则需要编码

conn.send(msg.encode())#不断接收客户端发来的消息

whileTrue:#接收客户端消息

data = conn.recv(1024)print(data.decode())#接收到退出指令

if data == b'exit':break

#处理客户端信息 本实例直接将接收到的消息重新发回去

conn.send(data)#主动关闭连接

conn.close()

客户端 socket_client.py

importsocket#服务端为tcp方式,客户端也采用tcp方式 默认参数即为tcp

client =socket.socket()#访问的服务器的ip和端口

ip_port=('127.0.0.1',8888)#连接主机

client.connect(ip_port)#定义发送消息循环

whileTrue:#接受主机信息 每次接收缓冲区1024个字节

data = client.recv(1024)#打印接受的数据

print(data.decode())

msg_input= input("请输入发送的消息:")

client.send(msg_input.encode())if msg_input == 'exit':break

运行结果:

服务端

python数据传输 python网络传输数据_python数据传输

客户端

python数据传输 python网络传输数据_python数据传输_02

但是这种tcp方式我们可以发现一次只能有一个客户端在运行,我们可以使用更强大的socketserver包来实现非堵塞型tcp连接

非堵塞型信息交互实例(tcp)

相对于上面堵塞型实例,我们仅需要修改服务端文件即可实现多个客户端与服务端信息交互

socket_server_tcp2.py

#非阻塞模块

importsocketserver#首先我们需要定义一个类
classMySocketServer(socketserver.BaseRequestHandler):#首先执行setup方法,然后执行handle方法,最后执行finish方法
#如果handle方法报错,则会跳过
#setup与finish无论如何都会执行
#一般只定义handle方法即可
defsetup(self):pass
defhandle(self):#定义连接变量
conn=self.request#提示信息
print("连接成功")#发送消息定义
msg="Hello World!"
#发送消息
conn.send(msg.encode())#进入循环 不断接收客户端消息
whileTrue:#接收客户端消息
data=conn.recv(1024)#打印消息
print(data.decode())if data==b'exit':breakconn.send(data)
conn.close()deffinish(self):pass
if __name__=='__main__':#提示信息
print("正在等待接收数据。。。。")#创建多线程实例
server=socketserver.ThreadingTCPServer(("127.0.0.1",8888),MySocketServer)#开启异步多线程,等待连接
server.serve_forever()

接着我们可以测试,首先运行socket_server_tcp2.py,然后发现现在可以同时运行多个socket_client.py与服务端进行通信

UDP通信实例

总所周知UDP是不可靠的传输协议

服务端socket_server_udp.py

importsocket#创建实例 并指定udp参数

sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)#定义绑定的ip和port

ip_port = ('127.0.0.1',8888)#绑定监听

sk.bind(ip_port)print("正在等待接收数据")#循环接收数据

whileTrue:#接收数据

data = sk.recv(1024)#打印数据

print(data.decode())

客户端socket_client_udp

importsocket#实例化对象

sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)#定义需要连接的的ip和port

ip_port = ('127.0.0.1',8888)#循环输入数据

whileTrue:#输入发送的信息

msg_input = input("请输入发送的消息:")#接收到退出指令

if msg_input == b'exit':break

#与tcp不同 udp使用sendto函数来发送消息

sk.sendto(msg_input.encode(),ip_port)

sk.close()

结果:

服务端

python数据传输 python网络传输数据_python网络通信传输的数据类型_03

客户端

python数据传输 python网络传输数据_套接字_04

文件传输实例:

文件传输其实就是比信息交互多了文件IO操作

文件接收端(服务端)file_receive.py:

importsocket#实例化
sk =socket.socket()#定义连接的ip和port
ip_port = ('127.0.0.1',9999)#绑定端口
sk.bind(ip_port)#最大连接数
sk.listen(5)#进入循环接收数据
conn, address =sk.accept()print("文件接收开始")whileTrue:
with open('file','ab') as f:#接收数据
data = conn.recv(1024)if data == b'quit':break
#写入文件
f.write(data)#接受完成标志
conn.send('success'.encode())print("文件接收完成")#关闭连接
sk.close()
文件发送端(客户端)file_send.py:
importsocket#实例化
sk =socket.socket()#定义连接的ip和port
ip_port = ('127.0.0.1',9999)#服务器连接
sk.connect(ip_port)#文件上传#打开文件
with open('D:\pythonwork\socket\socket_server_tcp2.py','rb') as f:#按每一段分割文件上传
for i inf:
sk.send(i)#等待接收完成标志
data=sk.recv(1024)#判断是否真正接收完成
if data != b'success':break
#给服务端发送结束信号
sk.send('quit'.encode())

进行测试,首先运行file_receive.py 然后运行file_send.py 可以发现文件传输成功

python数据传输 python网络传输数据_客户端_05

打开file文件 可以发现写入成功 这就实现了简单的文件传输操作