Python入门教程 | Python3 网络编程

野性酷女 2024-02-21 11:18 66阅读 0赞

## Python3 网络编程 ##

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**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>函数</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>s.bind()</td> 
   <td>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>s.listen()</td> 
   <td>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>s.accept()</td> 
   <td>被动接受TCP客户端连接,(阻塞式)等待连接的到来</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>s.connect()</td> 
   <td>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>s.connect_ex()</td> 
   <td>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> 
  <tr> 
   <td>s.recv()</td> 
   <td>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>s.send()</td> 
   <td>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>s.sendall()</td> 
   <td>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>s.recvfrom()</td> 
   <td>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>s.sendto()</td> 
   <td>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>s.close() 关闭套接字</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>s.getpeername()</td> 
   <td>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>s.getsockname()</td> 
   <td>返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>s.setsockopt(level,optname,value)</td> 
   <td>设置给定套接字选项的值。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>s.getsockopt(level,optname[.buflen])</td> 
   <td>返回套接字选项的值。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>s.settimeout(timeout)</td> 
   <td>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>s.gettimeout()</td> 
   <td>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>s.fileno()</td> 
   <td>返回套接字的文件描述符。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>s.setblocking(flag)</td> 
   <td>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>s.makefile()</td> 
   <td>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 ###

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：**

#!/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='欢迎访问泰山编程！'+ "\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：**

#!/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：

python server.py

第二个终端执行 client.py 文件：

python client.py 
    欢迎访问泰山编程！

这时我们再打开第一个服务器终端，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>协议</th> 
   <th>功能用处</th> 
   <th>端口号</th> 
   <th>Python 模块</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>HTTP</td> 
   <td>网页访问</td> 
   <td>80</td> 
   <td>httplib, urllib, xmlrpclib</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>NNTP</td> 
   <td>阅读和张贴新闻文章，俗称为"帖子"</td> 
   <td>119</td> 
   <td>nntplib</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>FTP</td> 
   <td>文件传输</td> 
   <td>20</td> 
   <td>ftplib, urllib</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SMTP</td> 
   <td>发送邮件</td> 
   <td>25</td> 
   <td>smtplib</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>POP3</td> 
   <td>接收邮件</td> 
   <td>110</td> 
   <td>poplib</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IMAP4</td> 
   <td>获取邮件</td> 
   <td>143</td> 
   <td>imaplib</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Telnet</td> 
   <td>命令行</td> 
   <td>23</td> 
   <td>telnetlib</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Gopher</td> 
   <td>信息查找</td> 
   <td>70</td> 
   <td>gopherlib, urllib</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

更多内容可以参阅官网的 [Python Socket Library and Modules。][Python Socket Library and Modules]

[Python Socket Library and Modules]: https://docs.python.org/3.0/library/socket.html