Python Socket 编程详细介绍

python 提供了两个基本的Socket模块：

• Socket 它提供了标准的BSD Socket API.

• SocketServer 它提供了服务器重心，可以简化网络服务器的开发。

下面讲解Socket模块的功能。

Socket类型

套接字格式：Socket(family, type[,protocal])使用给定的套接族，套接字类型，协议编号（编号未0）来创建套接字

Socket类型	描述
socket.AF_UNIX	用于同一台机器上的进程通信
socket.AF_INET	用于服务器间的网络通信
socket.AF_INET6	基于IPV6方式的服务器间的网络通信
socket.SOCK_STREAM	基于TCP的流式Socet通信
socket.SOCK_DGRAM	基于UDP的数据报式Socket通信
socket.SOCK_RAW	原始套接字，普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等的网络报文，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套接字选项有用户构造IP头
socket.SOCK_SEQPACKET	可靠的连续数据包服务

创建TCP Socket：

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

创建UDP Socket:

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

Socket函数

• TCP发送数据时，已建立好的TCP链接，所以不需要地址，而UDP是面向无连接的，每次发送都需要指定发送给谁。

• 服务器与客户端不能直接发送列表，元素，字典等带有数据类型的格式，发送的内容必须是字符串数据。

服务器端Socket函数

Socket函数	描述
s.bind(address)	将套接字绑定到地址，在AF_INET下，以tuple(host, port)的方式传入，如s.bind((host, port))
s.listen(backlog)	开始监听TCP传入链接，backlog指定在拒绝链接前，操作系统可以挂起的最大链接数，该值最少为1，大部分应用程序设置为5就够了
s.accept()	接受TCP链接并返回(conn, address)， 其中conn是新的套接字对象，可以用来接受和发送数据，address是链接客户端的地址

客户端Socket函数

Socket函数	描述
s.connect(address)	链接到address处的套接字，一般address的格式为tuple(host, port)，如果链接出错，则返回socket.error错误
s.connect_ex(address)	功能与s.connect(address)相同，但成功返回0，失败返回error的值

公共Socket函数

Socket 函数	描述
s.recv(bufsize[, flag])	接受TCP套接字的数据，数据以字符串形式返回，buffsize指定要接受的最大数据量，flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略
s.send(string[, flag])	发送TCP数据，将字符串中的数据发送到链接的套接字，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(string[, flag])	完整发送TCP数据，将字符串中的数据发送到链接的套接字，但在返回之前尝试发送所有数据。成功返回None，失败则抛出异常
s.recvfrom(bufsize[, flag])	接受UDP套接字的数据u，与recv()类似，但返回值是tuple(data, address)。其中data是包含接受数据的字符串，address是发送数据的套接字地址
s.sendto(string[, flag], address)	发送UDP数据，将数据发送到套接字，address形式为tuple(ipaddr, port)，指定远程地址发送，返回值是发送的字节数
s.close()	关闭套接字
s.getpeername()	返回套接字的远程地址，返回值通常是一个tuple(ipaddr, port)
s.getsockname()	返回套接字自己的地址，返回值通常是一个tuple(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时间，timeout是一个浮点数，单位是秒，值为None则表示永远不会超时。一般超时期应在刚创建套接字时设置，因为他们可能用于连接的操作，如s.connect()
s.gettimeout()	返回当前超时值，单位是秒，如果没有设置超时则返回None
s.fileno()	返回套接字的文件描述
s.setblocking(flag)	如果flag为0，则将套接字设置为非阻塞模式，否则将套接字设置为阻塞模式（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的文件

Socket编程思想

TCP服务器

• 创建套接字，绑定套接字到本地IP与端口

   s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
   s.bind()

• 开始监听链接

   s.listen()

• 进入循环，不断接受客户端的链接请求

  while True:
    s.accept()

• 接受客户端传来的数据，并且发送给对方数据

   s.recv()
   s.sendall()

• 传输完成后，关闭套接字

   s.close()

TCP客户端

1. 创建套接字并链接至远端地址

   s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STRESM)
   s.connect()

2. 链接后发送数据和接受数据

   s.sendall()
   s.recv()

3. 传输完毕后，关闭套接字

Socket编程实践之服务器端代码

import socket

HOST = '127.0.0.1'
PORT = 1234

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCKET_STREAM)
s.bind((HOST, PORT))
s.listen(5)

print('Server start at: %s:%s' %(HOST, PORT))
print('wait for connect...')

while True:
    conn, addr = s,accept()
    print('Connected by ', addr)

    while True:
        data = conn.recv(1024)
        print(data)
        if data == b'exit':
            conn.send(b'I will stop the socket!')
            break
        conn.send(data)
        conn.send('Server receive you message.')

    conn.close()

Socket编程实践之客户端代码

import socket

HOST = '127.0.0.1'
PORT = 1234

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect((HOST, PORT))

while True:
    worlds = input("Please input msg:")
    s.send(worlds)
    data = s.recv(1024)
    if worlds == b'exit':
        print('exit...')
        break

s.close()

补充

1. 对于python3，每次发送数据之前需要encode。