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Python网络编程(socket编程)_python sock.recv

python sock.recv

Win10

python - 3.5

Socket工作原理和基本概念

Socket的中文翻译是套接字,它是TCP/IP网络环境下应用程序与底层通信驱动程序之间运行的开发接口,它可以将应用程序与具体的TCP/IP隔离开来,使得应用程序不需要了解TCP/IP的具体细节,就能够实现数据传输。

在网络应用程序中,Socket通信是基于客户端/服务器结构。客户端是发送数据的一方。服务器时刻准备接受来自客户端的数据,对做出响应

实现基于tcp网络通信与现实中打电话很像:

1)客户端(相当于打电话的一方),需要了解服务器的ip地址,如果该服务器有多个网络应用程序,单单ip地址则不够,这时候socket通信借用tcp/ip中端口的概念,不同应用程序使用不同端口通信(这就很类似电话分机)。

2)服务器应用程序必须早于客户端启动,并在指定ip地址和端口上执行监听,端口被占用,服务器则无法正常启动。(服务器处于监听状态就类似电话接通好电话线,等待被拨打的状态)

3)客户端在申请发送数据时,服务器端应用程序必须有足够的时间响应才能进行正常通信(电话响,却无人接听)。通常情况下,服务器的应用程序都需要具备同时处理多个客户端请求的能力,应用程序设计不合理或访问量过高都会导致响应超时。

4)使用Socket协议进行通信的双方必须使用相同的通信协议,Socket支持的底层通信协议包括tcp和udp两种,通信过程中,双方还必须采用相同的字符编码,按照约定的方式进行通信(打电话时,双方必须语言相同,才能进行信息交流)

5)通信时,物理网络必须保持通畅,否则通信将会中断(电话线有效,且连接正常)。

6)通信结束之前,客户端和服务器端都可以中断连接(任何一方都可以挂电话)。

TCP是基于连接的通信协议,即先建立稳定连接后,再数据传输

如果Socket通信基于UDP,则数据传输前不需要连接,类似发短信或发电报,即使对方不在线,也可以发送数据,发送的数据在指定时间没有得到对方响应,则视为操作超时,可以选择超时后重新发送数据。

Socket编程的层次结构

应用层

Socket开发接口

传输层

TCP

UDP

网络层

IP

驱动

物理层

基于TCP的Socket编程

面向连接的Socket通信是基于TCP的

服务器程序要先与客户机程序启动,步骤以及调用函数:

1)调用socket()函数创建一个流式套接字,返回套接字号s

2)调用bind()将s绑定到已知地址,通常为本地ip

3)调用listen()将s设为监听模式,准备接收来自各客户端的连接请求

4)调用accept()等待接受客户端连接请求

5)如果接收到客户端请求,则accept()返回,得到新的套接字ns

6)调用rev()接收来自客户端的数据,调用send()向客户端发送数据

7)与客户端通信结束,服务器端可以调用shutdown()对方不再接收和发送数据,也可以由客户端程序断开连接,断开连接后,服务器进程调用closesocket()关闭套接字ns,此后服务器返回第四步

8)如果要退出服务器程序,则调用closesocket()关闭最初的套接字s

客户端程序步骤以及调用函数:

1)调用WSAStartup()函数加载Windows Sockets动态库,然后调用socket()函数创建一个流式套接字,返回套接字号s。

2)调用connect()函数将套接字s连接到服务器。

3)调用send()函数向服务器发送数据,调用recv()函数接收来自服务器的数据。

4)与服务器的通信结束后,客户端程序可以调用close()函数关闭套接字。

相关函数:

1.socket()函数

socket()函数用于创建与指定的服务提供者绑定套接字,函数原型如下:

socket=socket.socket(familly,type)

参数说明如下:

familly,指定协议的地址家族,可为AF_INET或AF_UNIX。AF_INET家族包括Internet地址,AF_UNIX家族用于同一台机器上的进程间通信。

type,指定套接字的类型。

套接字类型

说 明

SOCK_STREAM

提供顺序、可靠、双向和面向连接的字节流数据传输机制,使用TCP

SOCK_DGRAM

支持无连接的数据报,使用UDP

SOCK_RAW

原始套接字,可以用于接收本机网卡上的数据帧或者数据包

2.bind()函数

bind()函数可以将本地地址与一个Socket绑定在一起,函数原型如下:

socket.bind( address )

参数address是一个双元素元组,格式是(host,port)。host代表主机,port代表端口号。

3.listen()函数

listen()函数可以将套接字设置为监听接入连接的状态,函数原型如下:

listen(backlog);

参数backlog指定等待连接队列的最大长度。

4.accept()函数

在服务器端调用listen()函数监听接入连接后,可以调用accept()函数来等待接受连接请求。accept()的函数原型如下:

connection, address = socket.accept()

调用accept()方法后,socket会进入waiting状态。客户请求连接时,accept()方法会建立连接并返回服务器。accept()方法返回一个含有两个元素的元组(connection,address)。第一个元素connection是新的socket对象,服务器必须通过它与客户通信;第二个元素 address是客户的Internet地址。

5.recv()函数

调用recv()函数可以从已连接的Socket中接收数据。recv()的函数原型如下:

buf = sock.recv(size)

参数sock是接收数据的socket对象,参数size指定接收数据的缓冲区的大小。recv()的函数的返回接收的数据。

6.send()函数

调用send()函数可以在已连接的Socket上发送数据。send()的函数原型如下:

sock.recv(buf)

参数sock是在已连接的Socket上发送数据。参数buf是也要已连接的Socket上发送数据。

7.close()函数

close ()函数用于关闭一个Socket,释放其所占用的所有资源。socket()的函数原型如下:

s.closesocket();

参数s表示要关闭的Socket。

使用socket通讯的简易服务器
connection.close()

import socket

if __name__ == “__main__”:
#创建socket对象s,基于internet地址和tcp协议
s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
#绑定到本地的8001端口
s.bind((“localhost”,8001))
#在本地8001端口监听,等待连接队列最大长度为5
s.listen(5)
print(“等待连接”)
while True:
#接收来自客户端的连接
connection,address = s.accept()
try:
connection.settimeout(5)
buf = connection.recv(1024).decode(‘utf-8’)#接收客户端消息
if buf==‘1’:
connection.send(b’welcome to server’)
else:
connection.send(b’please go out’)
except s.timeout:
print(‘time out’)
connection.close()

使用socket进行通信的建议客户端

import socket

import time
if __name__ == ‘__main__’:
s =socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
s.connect((‘localhost’,8001))
#推迟执行
time.sleep(2)
s.send(b’1’)
print(s.recv(1024).decode(‘utf-8’))
s.close()

基于TCP的Socket编程

面向连接的Socket通信是基于TCP的

由流程可以看出面向非连接的Socket通信流程比较简单,在服务器上不需要listen()和accept()来等待客户端连接,客户端程序不需要雨服务器建立连接,而是直接向服务器发送数据。

1.sendto()函数

使用sendto()函数可以实现发送数据的功能,函数原型如下;

s.sendto(data,(addr,port))

参数说明如下:

s,指定一个Socket句柄。

data,要传输数据。

addr,接收数据的计算机的IP地址。

port,接收数据的计算机的端口。

示例:import socket

#创建UDP SOCKET
s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
port = 8000 #服务器端口
host = ‘192.168.0.101’#服务器地址
while True:
msg = input()# 接受用户输入
if not msg:
break
# 发送数据
s.sendto(msg.encode(),(host,port))
s.close()

2.recvfrom()函数

使用recvfrom ()函数可以实现接收数据的功能,函数原型如下;

data,addr = s.recvfrom( bufsize);

参数说明如下:

s,指定一个Socket句柄。

bufsize,接收数据的缓冲区的长度,单位为字节。

data,接收数据的缓冲区。

addr,发送数据的客户端的地址。

示例:

import socket

#创建基于UDP的socket对象用socket.SOCK_DGRAM
s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
s.bind((‘localhost’,8000))

#循环调用recvfrom()接收客户端发送来的数据

while True:

data,addr = s.recvfrom(1024)
if not data:
print(‘client has exited!’)
_break
_print(‘received:’,data,‘from’,addr)
s.close()

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