socket套接字编程（一）

套接字介绍

套接字：实现网络编程进行数据传输的一种技术手段
Python实现套接字编程：import socket
套接字分类：

流式套接字（SOCK_STREAM）：以字节流方式传输数据（可以理解为像水流一样传输），实现tcp网络传输方案。（面向连接–tcp协议–可靠的–流式套接字）
数据报套接字（SOCK_DGRAM）：以数据报形式传输数据（可以理解为像一瓶一瓶的水一样传输），实现udp网络传输方案。（无连接–udp协议–不可靠–数据报套接字）

TCP套接字编程

服务端流程

socket表示创建一个套接字（买了一个电话）
bind用于绑定主机ip地址等信息（好比办了一张电话卡）
listen设置监听，可以被其他套接字或程序连接的功能（充话费）
accept处于等待状态（让电话处于待机状态）
send/recv发送/接收（用电话）
close销毁套接字（把电话摔了）

创建套接字

sockfd=socket.socket(socket_family=AF_INET,socket_type=SOCK_STREAM,proto=0)

功能：创建套接字
参数：socket_family 网络地址类型：AF_INET表示ipv4（默认值）、AF_INET6表示ipv6
socket_type 套接字类型： SOCK_STREAM表示流式（默认值）、SOCK_DGRAM表示数据报
proto 通常为0 ，选择子协议（一般用不上）
返回值：套接字对象

绑定地址

sockfd.bind(addr)

功能：绑定本机网络地址
参数：二元元祖（ip，port）。比如：（‘0.0.0.0’,8888）

设置监听

sockfd.listen(n)

功能：将套接字设置为监听套接字，确定监听队列的大小
参数：监听队列大小(linux下固定的)

等待处理客户端连接请求

connfd, addr = sockfd.accept()

功能：阻塞等待处理客户端请求
返回值：connfd 客户端连接套接字（为每个客户端创建一个套接字），addr 连接的客户端地址

消息收发

data = connfd.recv(buffersize)

功能：接收客户端消息
参数：每次最多接收消息的大小（单位：字节）
返回值：接收到的内容

n = connfd.send(data)

功能：发送消息
参数：要发送的内容，bytes格式（字节串）
返回值：发送的字节数

关闭套接字

connfd.close()
sockfd.close()

功能：关闭套接字

重点代码：

'''
TCP 套接字服务端重点代码
'''

import socket

# 创建流式套接字
sockfd=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 绑定本机地址
sockfd.bind(('0.0.0.0', 8888))

# 设置监听
sockfd.listen(5)

# 等待客户端连接
print('Waiting for connect...')
connfd, addr = sockfd.accept()

# 收发消息
data = connfd.recv(1024)
print('接收到的消息: ', data.decode())

n = connfd.send(b'Receive your message')# 注意发送字节串，也可以encode
print('发送了%d个字节数据' % n)

# 关闭套接字
connfd.close()
sockfd.close()

客户端流程

创建套接字
注意：只有相同类型的套接字才能进行通信
请求连接

sockfd.connect(server_addr)

功能：连接服务器
参数：元祖 server_addr =（服务器地址，端口号）

收发信息
注意：防止两端都阻塞，recv send要配合（一收一发，或者一发一收）
关闭套接字

重点代码：

from socket import *

# 创建tcp套接字
sockfd = socket()#此处如果是import socket方式，就和上述

# 发起连接
server_addr = ('XXX.XXX.XXX.XXX', 8888) # 服务端的网络地址
sockfd.connect(server_addr)

# 收发消息
sockfd.send('来自客户端的消息'.encode())
data = sockfd.recv(1024)
print('From Server:', data.decode())

# 关闭
sockfd.close()

tcp套接字数据传输特点

tcp连接中当一端退出，如果另一端堵塞在recv，此时recv会立即返回一个空字符串
tcp连接中如果一端已经不存在，仍然试图通过send发送则会产生BrokenPipeError
一个监听套接字可以同时监听多个客户端，也能够重复被连接

网络收发缓冲区

网络缓冲区有效协调了消息的收发速度
send和recv实际是向缓冲区发送接收消息，当缓冲区不为空recv就不会阻塞。

tcp粘包

原因：tcp以字节流方式传输，没有消息边界。多次发送的消息被一次接收，此时就会形成粘包。（通俗来说，就是发送方发的太快了，接收方收的太慢了，同时接收方发的慢，发送方收太快，造成粘包。比如发送方一次发送15字节，接收方一次从缓冲区接收5字节，接收方就返回三次receive message到发送方的缓冲区，但是发送方接收还比较快，一次性把这三次receive message全接收了，造成粘包。）
影响：如果每次发送内容是一个独立的含义，需要接收端独立解析，此时粘包有会影响。（文件、音频、视频下载没什么影响）
处理方法：1. 人为的添加消息边界；2. 控制发送速度

UDP套接字编程

服务端流程

创建数据报套接字

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

绑定地址

sockfd.bind(addr)

消息收发

data, addr = sockfd.recvfrom(buffersize)

功能：接收UDP消息
参数：每次最多接收多少字节
返回值：data 接收到的内容；addr消息发送方的地址

n=sockfd.sendto(data,addr)

功能：发送UDP消息
参数：data 发送的内容（bytes格式）；addr 目标地址
返回值：发送的字节数

关闭套接字

sockfd.close()

重点代码：

'''
UDP 套接字服务端重点代码
'''

from socket import *

# 创建数据报套接字
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

# 绑定地址
server_addr = ('0.0.0.0', 8888)
sockfd.bind(server_addr)

# 收发消息
while True:
    data, addr = sockfd.recvfrom(1024)
    print("收到的消息：",data.decode())
    sockfd.sendto(b'Thanks',addr)

# 关闭套接字
sockfd.close()

客户端流程

创建套接字
收发消息
关闭套接字

重点代码

'''
UDP 套接字客户端重点代码
'''

from socket import *

# 服务器地址
HOST = '127.0.0.1'
PORT = 8888
ADDR = (HOST, PORT)

# 创建套接字
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

# 收发消息
while True:
    data = input('Msg>>')
    if not data:
        break
    sockfd.sendto(data.encode(), ADDR)
    msg, addr = sockfd.recvfrom(1024)
    print('From server:', msg.decode())

sockfd.close()

总结（tcp套接字和udp套接字编程区别）

流式套接字是以字节流方式传输数据，数据报套接字是以数据报形式传输
tcp套接字会有粘包，udp套接字有消息边界不会粘包
tcp套接字保证消息的完整性，udp则不能
tcp套接字依赖listen accept建立连接才能收发消息，udp套接字不需要
tcp套接字使用send，recv收发消息，udp套接字使用sendto，recvfrom

补充（socket模块方法和socket套接字属性）

此部分了解即可

部分socket模块方法（socket.方法名）

gethostname() 获取计算机名
gethostbyname(‘www.baidu.com’) 获取主机ip地址
getservbyname(‘mysql’) 获取服务端口号
getservbyport(3306)
inet_aton(‘192.168.1.2’) 将IP地址转换为bytes字节串
inet_ntoa(b’\xc0\xa8\x01’)将bytes字节串转换为IP地址

套接字属性

sockfd.type 套接字类型
sockfd.family 套接字地址类型
sockfd.getsockname() 获取套接字绑定地址
sockfd.fileno() 获取套接字的文件描述符
connfd.getpeername() 获取连接套接字客户端地址（连接套接字调用）
sockfd.setsockopt(level,option,value) 设置套接字选项，level 选项类别；option 具体选项内容；value 选项值(比如：设置套接字端口立即重用，放在创建套接字的下面：sockfd.setsockopt(SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, True) )
sockfd.getsockopt(level,option) 获取套接字选项值，返回值为value

网络编程TCP、UDP代码已上传，欢迎大家下载、学习、交流，资源地址：https://download.csdn.net/download/xiecheng1995/12182529

来源：CSDN

作者：酷酷的橙007

链接：https://blog.csdn.net/xiecheng1995/article/details/104408485

标签

socket