python socket bind 绑定网卡无效 python socket with

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mob6454cc7225b4 2024-02-02 10:15:38

文章标签 python socket 套接字 TCP 服务器 文章分类 Python 后端开发

看完本篇博客，你将学会如何用Python制作一个简单的聊天器

套接字（socket）

两种类型：基于文件的和面向网络的

套接字家族：AF_UNIX、AF_NETLINK、AF_TIPC 和AF_INET

套接字地址：主机-端口对

有连接的套接字：使用传输控制协议（TCP），使用SOCK_STREAM作为套接字类型

无连接的套接字：使用用户数据报协议（UDP），使用SOCK_DGRAM作为套接字类型

Python中的网络编程

socket()函数

创建套接字的语法：

socket(socket_family, socket_type, protocol=0)

socket_family是AF_UNIX 或AF_INET，socket_type 是SOCK_STREAM 或SOCK_DGRAM。protocol 通常省略，默认为0。

import socket

tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 创建TCP/IP套接字
udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # 创建UDP/IP套接字

套接字对象方法

名称	描述
服务器套接字方法
`s.bind()`	将地址（主机名、端口号对）绑定到套接字上
`s.listen()`	设置并启动TCP 监听器
`s.accept()`	被动接受TCP 客户端连接，一直等待直到连接到达（阻塞）
客户端套接字方法
`s.connnect()`	主动发起TCP 服务器连接
`s.connect_ex()`	connect()的扩展版本，此时会以错误码的形式返回问题，而不是抛出一个异常
普通套接字方法
`s.recv()`	接收TCP 消息
`s.recv_into()`	接收TCP 消息到指定的缓冲区
`s.send()`	发送TCP 消息
`s.sendall()`	完整地发送TCP 消息
`s.recvfrom()`	接收UDP 消息
`s.recvfrom_into()`	接收UDP 消息到指定的缓冲区
`s.sendto()`	发送UDP 消息
`s.getpeername()`	连接到套接字（TCP）的远程地址
`s.getsockname()`	当前套接字的地址
`s.getsockopt()`	返回给定套接字选项的值
`s.setsockopt()`	设置给定套接字选项的值
`s.shutdown()`	关闭连接
`s.close()`	关闭套接字
`s.detach()`	在未关闭文件描述符的情况下关闭套接字，返回文件描述符
`s.ioctl()`	控制套接字的模式（仅支持Windows）
面向阻塞的套接字方法
`s.setblocking()`	设置套接字的阻塞或非阻塞模式
`s.settimeout()`	设置阻塞套接字操作的超时时间
`s.gettimeout()`	获取阻塞套接字操作的超时时间
面向文件的套接字方法
`s.fileo()`	套接字的文件描述符
`s.makefile()`	创建与套接字关联的文件对象
数据属性
`s.family`	套接字家族
`s.type`	套接字类型
`s.proto`	套接字协议

创建TCP服务器

伪码描述

ss = socket() 				# 创建服务器套接字
ss.bind() 					# 套接字与地址绑定
ss.listen() 				# 监听连接
inf_loop: 					# 服务器无限循环
    cs = ss.accept() 		# 接受客户端连接
    comm_loop: 				# 通信循环
        cs.recv()/cs.send() # 对话（接收/发送）
    cs.close() 				# 关闭客户端套接字
ss .close() 				# 关闭服务器套接字#（可选）

TCP时间戳服务器

# tsTserv.py
from socket import *
from time import ctime

HOST = ''
PORT = 21567
BUFSIZ = 1024
ADDR = (HOST, PORT)

tcpSerSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
tcpSerSock.bind(ADDR) # 绑定服务器地址
tcpSerSock.listen(5) # 开启TCP监听器，参数表示在连接被转接或拒绝之前，传入连接请求的最大数

while True:
    print('waiting for connection...')
    tcpCliSock, addr = tcpSerSock.accept() # 等待客户端连接
    print('...connected form:{}'.format(addr))

    while True:
        data = tcpCliSock.recv(BUFSIZ) # 接收TCP消息
        if not data:
            break
        tcpCliSock.send(bytes('[%s] %s' % (ctime(), str(data)), 'utf-8'))
 # 添加事件戳

    tcpCliSock.close()
tcpServerSock.close() # 永远不会被执行

支持IPV6：将AF_INET改为AF_INET6

创建TCP客户端

伪码描述

cs = socket() 			# 创建客户端套接字
cs.connect() 			# 尝试连接服务器
comm_loop: 				# 通信循环
	cs.send()/cs.recv() # 对话（发送/接收）
cs .close() 			# 关闭客户端套接字

TCP时间戳客户端

# tsTclnt.py
from socket import *

HOST = 'localhost'  # or '127.0.0.1'
PORT = 21567
BUFSIZ = 1024
ADDR = (HOST, PORT)

tcpCliSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
tcpCliSock.connect(ADDR)
while True:
    data = input('> ')
    if not data:
        break
    tcpCliSock.send(bytes(data, 'utf-8')
    data = tcpCliSock.recv(BUFSIZ)
    if not data:
        break
    print(data.decode('utf-8'))

tcpCliSock.close()

支持IPV6：将本地主机改成::1，同时将AF_INET改为AF_INET6

执行TCP服务器和客户端

先运行tsTserv.py

waiting for connection...

再运行tsTclnt.py

> hi
[Sat Aug 29 10:08:30 2020] b'hi'
> Hello
[Sat Aug 29 10:08:34 2020] b'Hello'
>

即可获取时间戳，至于字符串前的b应该是使用bytes转换时导致的

创建UDP服务器

伪码描述

ss = socket()	 					# 创建服务器套接字
ss.bind() 							# 绑定服务器套接字
inf_loop: 							# 服务器无限循环
    cs = ss.recvfrom()/ss.sendto() 	# 关闭（接收/发送）
ss.close() 							# 关闭服务器套接字

对比`TCP`服务器

ss = socket() 				# 创建服务器套接字
ss.bind() 					# 套接字与地址绑定
ss.listen() 				# 监听连接
inf_loop: 					# 服务器无限循环
    cs = ss.accept() 		# 接受客户端连接
    comm_loop: 				# 通信循环
        cs.recv()/cs.send() # 对话（接收/发送）
    cs.close() 				# 关闭客户端套接字
ss .close() 				# 关闭服务器套接字#（可选）

UDP时间戳服务器

# tsUserv.py
from socket import *
from time import ctime

HOST = ''
PORT = 21567
BUFSIZ = 1024
ADDR = (HOST, PORT)

udpSerSock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
udpSerSock.bind(ADDR)

while True:
    print('waiting for message...')
    data, addr = udpSerSock.recvfrom(BUFSIZ)
    udpSerSock.sendto(bytes('[%s] %s' % (ctime(), data), 'utf-8'), addr)
    print('...received form and return to:{}'.format(addr))
    
udpSerSock.close()

创建UDP客户端

伪码描述

cs = socket() 					# 创建客户端套接字
comm_loop: 						# 通信循环
	cs.sendto()/cs.recvfrom() 	# 对话（发送/接收）
cs .close() 					# 关闭客户端套接字

UDP时间戳客户端

# tsUclnt.py
from socket import *

HOST = 'localhost'
PORT = 21567
BUFSIZ = 1024
ADDR = (HOST, PORT)

udpCliSock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

while True:
    data = input('> ')
    if not data:
        break
    udpCliSock.sendto(bytes(data, 'utf-8'), ADDR)
    data, ADDR = udpCliSock.recvfrom(BUFSIZ)
    if not data:
        break
    print(data.decode('utf-8'))

udpCliSock.close()

执行UDP服务器和客户端

与TCP一致

socket模块属性

python socket bind 绑定网卡无效 python socket with_socket

python socket bind 绑定网卡无效 python socket with_套接字_02

socketserver模块

python socket bind 绑定网卡无效 python socket with_socket_03

创建socketserver TCP服务器

# tsTservSS.py
from socketserver import (TCPServer as TCP, StreamRequestHandler as SRH)
from time import ctime

HOST = ''
PORT = 21567
ADDR = (HOST, PORT)


class MyRequestHandler(SRH):  # 继承SRH
    def handle(self) -> None:	# 接收到客户端消息时调用该程序
        print('...connected from:{}'.format(self.client_address))
        self.wfile.write(bytes('[%s] %s' % (ctime(), self.rfile.readline()), 'utf-8'))


tcpServ = TCP(ADDR, MyRequestHandler)  # 创建服务器
print('waiting for connect...')
tcpServ.serve_forever()

创建socketserverTCP客户端

# tsTclntSS.py
from socket import *

HOST = 'localhost'
PORT = 21567
BUFSIZ = 1024
ADDR = (HOST, PORT)

while True:
    tcpCliSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) # 每次都新建一个套接字
    tcpCliSock.connect(ADDR)
    data = input('> ')
    if not data:
        break
    tcpCliSock.send(bytes('%s\r\n' % data, 'utf-8'))
    data = tcpCliSock.recv(BUFSIZ)
    if not data:
        break
    print(data.decode().strip())
    tcpCliSock.close()

习题

（并非标准答案）

面向连接的套接字和无连接套接字之间的区别是什么?

面向连接的套接字通信前必须要先建立连接，而无连接套接字不需要
两者采用的协议不同，前者采用TCP协议，后者采用UDP协议
前者提供序列化、可靠的和不重复的数据交付，没有记录边界，更加可靠
后者无法保证顺序性、可靠性、重复性，但保存了数据边界
后者的成本更加低廉，开销更小

TCP 和UDP 之中，哪种类型的服务器接受连接，并将它们转换到独立的
套接字进行客户端通信？

TCP

制作一个简易的聊天器

# chatSer.py, tcp服务器
from socket import *

HOST = ''
PORT = 21567
ADDR = (HOST, PORT)
BUFSIZ = 1024

tcpSerSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
tcpSerSock.bind(ADDR)
tcpSerSock.listen(5)

while True:
    print("waiting for connection...")
    tcpCliSock, addr = tcpSerSock.accept()
    print("connected from addr:{}".format(addr))

    while True:
        data = tcpCliSock.recv(BUFSIZ)
        if not data:
            break
        print(data.decode('utf-8'))
        messa = input("> ")
        tcpCliSock.send(bytes(messa, "utf-8"))

    tcpCliSock.close()

# chatCli.py, tcp客户端
from socket import *

HOST = 'localhost'
PORT = 21567
BUFSIZ = 1024
ADDR = (HOST, PORT)

tcpCliSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
tcpCliSock.connect(ADDR)

while True:
    messa = input("> ")
    if not messa:
        break
    tcpCliSock.send(bytes(messa, "utf-8"))
    data = tcpCliSock.recv(BUFSIZ)
    if not data:
        break
    print(data.decode("utf-8"))

tcpCliSock.close()

socketserver实现：

# chatSerSS.py
from socketserver import TCPServer as TCP, StreamRequestHandler as SRH

HOST = ""
PORT = 21567
ADDR = (HOST, PORT)


class MyRequestHandler(SRH):
    def handle(self) -> None:
        self.data = self.request.recv(1024)
        if not self.data:
            return
        print(self.data.decode("utf-8"))
        mess = input("> ")
        self.wfile.write(bytes(mess, "utf-8"))


tcpSer = TCP(ADDR, MyRequestHandler)
print("waiting for connect ...")
tcpSer.serve_forever()

# charCliSS.py
from socket import *

HOST = "localhost"
PORT = 21567
ADDR = (HOST, PORT)

while True:
    tcpCli = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
    tcpCli.connect(ADDR)
    mess = input("> ")
    if not mess:
        break
    tcpCli.send(bytes(mess, "utf-8"))
    ret = tcpCli.recv(1024)
    if not ret:
        break
    print(ret.decode('utf-8'))
    tcpCli.close()

如果你在字符串中见到了b''类型的字符串，可以使用decode()方法解码

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