【Python】Python进阶系列教程-- Python3 网络编程（五）

小鱼儿 2023-10-12 13:20 61阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  前言
 *  什么是 Socket?
 *  socket()函数
 *   *  参数
 *  Socket 对象(内建)方法
 *   *  服务器端套接字
     *  客户端套接字
     *  公共用途的套接字函数
 *  简单实例
 *   *  服务端
     *  客户端
 *  Python Internet 模块

## 前言 ##

往期回顾：

*  [Python进阶系列教程-- Python3 正则表达式（一）][Python_-- Python3]
 *  [Python进阶系列教程-- Python3 CGI编程（二）][Python_-- Python3 CGI]
 *  [Python进阶系列教程-- Python3 MySQL - mysql-connector 驱动（三）][Python_-- Python3 MySQL - mysql-connector]
 *  [Python进阶系列教程-- Python3 MySQL 数据库连接 - PyMySQL 驱动（四）][Python_-- Python3 MySQL _ - PyMySQL]

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。

## 什么是 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。

## socket()函数 ##

Python 中，我们用 socket() 函数来创建套接字，语法格式如下：

socket.socket(\[family\[, type\[, proto\]\]\])

### 参数 ###

*  family: 套接字家族可以是 AF\_UNIX 或者 AF\_INET
 *  type: 套接字类型可以根据是面向连接的还是非连接分为SOCK\_STREAM或SOCK\_DGRAM
 *  proto: 一般不填默认为0.

## Socket 对象(内建)方法 ##

### 服务器端套接字 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">函数</th> 
   <th align="left">描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">s.bind()</td> 
   <td align="left">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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">s.listen()</td> 
   <td align="left">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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">s.accept()</td> 
   <td align="left">被动接受TCP客户端连接,(阻塞式)等待连接的到来</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 客户端套接字 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">函数</th> 
   <th align="left">描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">s.connect()</td> 
   <td align="left">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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">s.connect_ex()</td> 
   <td align="left">connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 公共用途的套接字函数 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">函数</th> 
   <th align="left">描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">s.recv()</td> 
   <td align="left">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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">s.send()</td> 
   <td align="left">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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">s.sendall()</td> 
   <td align="left">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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">s.recvfrom()</td> 
   <td align="left">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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">s.sendto()</td> 
   <td align="left">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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">s.close()</td> 
   <td align="left">关闭套接字</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">s.getpeername()</td> 
   <td align="left">返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">s.getsockname()</td> 
   <td align="left">返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">s.setsockopt(level,optname,value)</td> 
   <td align="left">设置给定套接字选项的值。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">s.getsockopt(level,optname[.buflen])</td> 
   <td align="left">返回套接字选项的值。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">s.settimeout(timeout)</td> 
   <td align="left">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()）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">s.gettimeout()</td> 
   <td align="left">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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">s.fileno()</td> 
   <td align="left">返回套接字的文件描述符。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">s.setblocking(flag)</td> 
   <td align="left">如果 flag 为 False，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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">s.makefile()</td> 
   <td align="left">创建一个与该套接字相关连的文件</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 简单实例 ##

### 服务端 ###

我们使用 socket 模块的 socket 函数来创建一个 socket 对象。socket 对象可以通过调用其他函数来设置一个 socket 服务。

现在我们可以通过调用 bind(hostname, port) 函数来指定服务的 port(端口)。

接着，我们调用 socket 对象的 accept 方法。该方法等待客户端的连接，并返回 connection 对象，表示已连接到客户端。

完整代码如下：

实例

#!/usr/bin/python3
    # 文件名：server.py
    
    # 导入 socket、sys 模块
    import socket
    import sys
    
    # 创建 socket 对象
    serversocket = socket.socket(
                socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    # 获取本地主机名
    host = socket.gethostname()
    
    port = 9999
    
    # 绑定端口号
    serversocket.bind((host, port))
    
    # 设置最大连接数，超过后排队
    serversocket.listen(5)
    
    while True:
        # 建立客户端连接
        clientsocket,addr = serversocket.accept()      
    
        print("连接地址: %s" % str(addr))
       
        msg='欢迎访问！'+ "\r\n"
        clientsocket.send(msg.encode('utf-8'))
        clientsocket.close()

### 客户端 ###

接下来我们写一个简单的客户端实例连接到以上创建的服务。端口号为 9999。

socket.connect(hostname, port ) 方法打开一个 TCP 连接到主机为 hostname 端口为 port 的服务商。连接后我们就可以从服务端获取数据，记住，操作完成后需要关闭连接。

完整代码如下：

实例

#!/usr/bin/python3
    # 文件名：client.py
    
    # 导入 socket、sys 模块
    import socket
    import sys
    
    # 创建 socket 对象
    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    # 获取本地主机名
    host = socket.gethostname()
    
    # 设置端口号
    port = 9999
    
    # 连接服务，指定主机和端口
    s.connect((host, port))
    
    # 接收小于 1024 字节的数据
    msg = s.recv(1024)
    
    s.close()
    
    print (msg.decode('utf-8'))

现在我们打开两个终端，第一个终端执行 server.py 文件：

$ python3 server.py

第二个终端执行 client.py 文件：

$ python3 client.py 
    
    
    欢迎访问！

这时我们再打开第一个终端，就会看到有以下信息输出：

连接地址： ('192.168.0.118', 33397)

## Python Internet 模块 ##

以下列出了 Python 网络编程的一些重要模块：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">协议</th> 
   <th align="left">功能用处</th> 
   <th align="left">端口号</th> 
   <th align="left">Python 模块</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">HTTP</td> 
   <td align="left">网页访问</td> 
   <td align="left">80</td> 
   <td align="left">httplib, urllib, xmlrpclib</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">NNTP</td> 
   <td align="left">阅读和张贴新闻文章，俗称为"帖子"</td> 
   <td align="left">119</td> 
   <td align="left">nntplib</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">FTP</td> 
   <td align="left">文件传输</td> 
   <td align="left">20</td> 
   <td align="left">ftplib, urllib</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">SMTP</td> 
   <td align="left">发送邮件</td> 
   <td align="left">25</td> 
   <td align="left">smtplib</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">POP3</td> 
   <td align="left">接收邮件</td> 
   <td align="left">110</td> 
   <td align="left">poplib</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">IMAP4</td> 
   <td align="left">获取邮件</td> 
   <td align="left">143</td> 
   <td align="left">imaplib</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Telnet</td> 
   <td align="left">命令行</td> 
   <td align="left">23</td> 
   <td align="left">telnetlib</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Gopher</td> 
   <td align="left">信息查找</td> 
   <td align="left">70</td> 
   <td align="left">gopherlib, urllib</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

[Python_-- Python3]: https://writer.blog.csdn.net/article/details/131116286
[Python_-- Python3 CGI]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/131116745
[Python_-- Python3 MySQL - mysql-connector]: https://writer.blog.csdn.net/article/details/131117076
[Python_-- Python3 MySQL _ - PyMySQL]: https://blog.csdn.net/u011397981/article/details/131117240