东莞市建设工程质监督站网站,企业官网首页模板,noren wordpress,哈尔滨网站设计联系方式[Python学习日记-76] 网络编程中的 socket 开发 —— 介绍、工作流程、socket 模块用法和函数介绍
简介
socket 介绍
socket 的工作流程及用法 简介 前面在[Python学习日记-75] 计算机基础与网络当中介绍了一大堆基础知识之后我们终于开始进入到网络编程的开发阶段了#x…[Python学习日记-76] 网络编程中的 socket 开发 —— 介绍、工作流程、socket 模块用法和函数介绍
简介
socket 介绍
socket 的工作流程及用法 简介 前面在[Python学习日记-75] 计算机基础与网络当中介绍了一大堆基础知识之后我们终于开始进入到网络编程的开发阶段了那到底什么是网络编程呢从编程开发的角度来看其实就是进行 socket 开发而我们前面提到学习网络编程就是想要写出一个 C/S 架构的软件而学习 socket 就是为了完成 C/S 架构的开发。 为什么学习 socket 一定要先学习网络协议呢首先我们学习网络编程的目标是为了写出一个基于 socket 编程开发一款自己的 C/S 架构的软件其次C/S架构的软件软件属于应用层是基于网络进行通信的然后网络的核心即一堆协议而协议即是标准你想开发一款基于网络通信的软件就必须遵循这些标准最后就让我们从这些标准开始研究开启我们的 socket 编程之旅。下图为基于 TCP/IP 协议集的网络应用传输流程图 如果对网络还不了解的同学建议先看看前面[Python学习日记-75] 计算机基础与网络这篇博客。 socket 介绍
一、socket 概念 套接字socket是网络编程中用于实现网络通信的一种机制。它是一种特殊的文件描述符可以通过它进行网络连接、数据传输和接收等操作。socket 是应用层与 TCP/IP 协议集通信的中间软件抽象层即它是一组接口。在设计模式中socket 其实就是一个门面模式它把复杂的 TCP/IP 协议集隐藏在 socket 接口后面这就相当于在应用层和传输层之间插入了一层东西被称之为 socket 抽象层。对用户来说一组简单的接口就是全部在使用时只需调用 socket 接口让其去组织数据就可以符合指定的协议即可传输数据。 所以我们无需深入理解 TCP/UDP 协议因为 socket 已经为我们封装好一个个接口了我们只需要遵循 socket 的规则去编程调用接口这样写出的程序自然就是遵循 TCP/UDP 的标准了。
二、套接字发展史及分类 套接字起源于20世纪70年代加利福尼亚大学伯克利分校版本的 Unix即人们所说的 BSD Unix。因此有时人们也把套接字称为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一开始套接字被设计用在同一台主机上多个应用程序之间的通讯。这也被称进程间通讯IPC。套接字有两种或者称为有两个种族分别是基于文件型的和基于网络型的。
1、基于文件型的套接字家族 这类套接字被称为AF_UNIX在 Unix 中一切皆文件基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据两个套接字进程运行在同一机器可以通过访问同一个文件系统间接完成通信。
2、基于网络型的套接字家族 这类套接字被称为AF_INET/AF_INET6AF_INET 被用于 IPv4而 AF_INET6 被用于 IPv6。当然还有很多其他的地址家族不过它们要么是只用于某个平台要么就是已经被废弃要么是很少被使用或者是根本没有实现在所有地址家族中AF_INET 是使用最广泛的一个在 Python 中支持很多种地址家族但是在网络编程中大部分时间我们只使用 AF_INET。 socket 的工作流程及用法
一、socket 的工作流程 socket 的工作模式与生活中的打电话非常类似假设你要打电话给你一个朋友你们之间要建立起连接来通话需要几步呢看看是不是需要以下步骤
买手机绑定手机卡插卡拨打你朋友的手机号码朋友听到铃声后接起电话通话连接建立起来了 这些步骤按顺序分别对应了 socket 连接过程的 socket()、connect()、listen()/accept()具体的 socket 建立过程如下图所示 如上图所示服务器端先初始化 socket —— 使用 bind() 绑定 IP 和 端口 —— 使用 listen() 对端口进行监听 —— 调用 accpet() 进行阻塞等待客户端进行连接这个时候有一个客户端进行初始化 socket —— 使用 connect() 连接服务器这个时候如果连接成功了客户端和服务器端的连接就建立了客户端和服务器端分别使用 write() 和 read() 来发送数据和处理数据当数据传输处理完毕后需要断开连接时会由客户端使用 close() 来发起结束请求并关闭客户端的 socket服务器端收到结束请求后将会在数据处理完毕后使用 close() 来关闭 socket这样本次交互就结束了。
二、socket() 模块函数的用法
1、实例化 socket
import socket# 实例化套接字
socket.socket(socket_family, socket_type, protocal0)
# socket_family可以是 AF_UNIX 或 AF_INET
# socket_type可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM
# protocol 一般不填默认值为0# 获取 TCP/IP 套接字
tcp_socket socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)# 获取 UDP/IP 套接字
udp_socket socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)# 由于 socket 模块当中属性太多了如果每个属性前面都需要打 socket. 实在是太费事了所以这里就破例使用了 from socket import * 把 socket 模块里的所有属性都带到我们的命名空间里了,这样能大幅减短我们的代码。
# 例如
tcp_socket socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
2、socket 中的函数
服务器端的套接字函数
# 绑定IP地址端口号到套接字
s.bind(ip, port)# 开始监听 TCP 端口
s.listen(backlog) # backlog 是最大挂起连接数# 被动接受 TCP 客户端的连接等待连接的到来即当前服务器端是阻塞式的进行等待
s.accept()
客户端的套接字函数
s.connect(ip, port) # 主动初始化 TCP 服务器连接
s.connect_ex(ip, port) # 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
# 接收 TCP 数据
s.recv(buffer_size) # buffer_size 是一次接收的最大数据量会将接收到的数据作为 string 返回# 发送 TCP 数据
s.send(data) # send 在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时数据丢失不会发完# 发送完整的 TCP 数据
s.sendall(data) # 本质就是循环调用 sendsendall 在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时数据不丢失循环调用 send 直到发完# 接收 UDP 数据
s.recvfrom(buffer_size)# 发送 UDP 数据
s.sendto(data)# 连接到当前套接字的远端的地址
s.getpeername()# 当前套接字的地址
s.getsockname()# 返回指定套接字的参数
s.getsockopt()# 设置指定套接字的参数
s.setsockopt(level, option, value)
# level选项的级别可以是 SOL_SOCKET 或 IPPROTO_TCP 等
# option需要设置的选项可以是 SO_REUSEADDR、SO_KEEPALIVE、TCP_NODELAY 等
# value给选项设定的值# 关闭套接字
s.close()
面向锁的套接字函数
# 设置套接字的阻塞与非阻塞模式
s.setblocking(bool) # True 或 False# 设置阻塞套接字操作的超时时间
s.settimeout(timeout) # 以秒为单位当值为 None 或 0 时表示无超时即阻塞式# 得到阻塞套接字操作的超时时间
s.gettimeout()
面向文件的套接字函数
# 套接字的文件描述符
s.fileno()# 创建一个与该套接字相关的文件
s.makefile(mode) # mode 是创建文件的 I/O 模式支持 r默认、w、b
