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从零开始的Python学习Episode 21——socket基础

发布于2019-08-08 17:56     阅读(182)     评论(0)     点赞(5)     收藏(5)


socket基础

网络通信要素

    A:IP地址   (1) 用来标识网络上一台独立的主机

                   (2) IP地址 = 网络地址 + 主机地址(网络号:用于识别主机所在的网络/网段。主机号:用于识别该网络中的主机)

                   (3) 特殊的IP地址:127.0.0.1(本地回环地址、保留地址,点分十进制)可用于简单的测试网卡是否故障。表示本机。

    B:端口号:  (1) 用于标识进程的逻辑地址。不同的进程都有不同的端口标识。

                   (2) 端口:要将数据发送到对方指定的应用程序上,为了标识这些应用程序,所以给这些网络应用程序都用数字进行标识。为了方便称呼这些数字,则将这些数字称为端口。(此端口是一个逻辑端口)

   C: 传输协议通讯的规则。例如:TCP、UDP协议(好比两个人得用同一种语言进行交流)

 

①、UDP:User Datagram Protocol用户数据报协议

特点:

  • 面向无连接:传输数据之前源端和目的端不需要建立连接。
  • 每个数据报的大小都限制在64K(8个字节)以内。
  • 面向报文的不可靠协议。(即:发送出去的数据不一定会接收得到)
  • 传输速率快,效率高。
  • 现实生活实例:邮局寄件、实时在线聊天、视频会议…等。

 

 ②、TCP:Transmission Control Protocol传输控制协议

 特点:

  • 面向连接:传输数据之前需要建立连接。
  • 在连接过程中进行大量数据传输。
  • 通过“三次握手”的方式完成连接,是安全可靠协议。
  • 传输速度慢,效率低。

注意:在TCP/IP协议中,TCP协议通过三次握手建立一个可靠的连接

 

socket通信流程

                               

 

具体流程描述

流程描述:
1 服务器根据地址类型(ipv4,ipv6)、socket类型、协议创建socket
2 服务器为socket绑定ip地址和端口号
3 服务器socket监听端口号请求,随时准备接收客户端发来的连接,这时候服务器的socket并没有被打开
4 客户端创建socket
5 客户端打开socket,根据服务器ip地址和端口号试图连接服务器socket
6 服务器socket接收到客户端socket请求,被动打开,开始接收客户端请求,直到客户端返回连接信息。这时候socket进入阻塞状态,所谓阻塞即accept()方法一直等到客户端返回连接信息后才返回,开始接收下一个客户端连接请求
7 客户端连接成功,向服务器发送连接状态信息
8 服务器accept方法返回,连接成功
9 客户端向socket写入信息(或服务端向socket写入信息)
10 服务器读取信息(客户端读取信息)
11 客户端关闭
12 服务器端关闭

 

各种方法和参数

复制代码
sk.bind(address)

  #s.bind(address) 将套接字绑定到地址。address地址的格式取决于地址族。在AF_INET下,以元组(host,port)的形式表示地址。

sk.listen(backlog)

  #开始监听传入连接。backlog指定在拒绝连接之前,可以挂起的最大连接数量。

      #backlog等于5,表示内核已经接到了连接请求,但服务器还没有调用accept进行处理的连接个数最大为5
      #这个值不能无限大,因为要在内核中维护连接队列

sk.setblocking(bool)

  #是否阻塞(默认True),如果设置False,那么accept和recv时一旦无数据,则报错。

sk.accept()

  #接受连接并返回(conn,address),其中conn是新的套接字对象,可以用来接收和发送数据。address是连接客户端的地址。

  #接收TCP 客户的连接(阻塞式)等待连接的到来

sk.connect(address)

  #连接到address处的套接字。一般,address的格式为元组(hostname,port),如果连接出错,返回socket.error错误。

sk.connect_ex(address)

  #同上,只不过会有返回值,连接成功时返回 0 ,连接失败时候返回编码,例如:10061

sk.close()

  #关闭套接字

sk.recv(bufsize[,flag])

  #接受套接字的数据。数据以字符串形式返回,bufsize指定最多可以接收的数量。flag提供有关消息的其他信息,通常可以忽略。

sk.recvfrom(bufsize[.flag])

  #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。

sk.send(string[,flag])

  #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。即:可能未将指定内容全部发送。

sk.sendall(string[,flag])

  #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。

      #内部通过递归调用send,将所有内容发送出去。

sk.sendto(string[,flag],address)

  #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。该函数主要用于UDP协议。

sk.settimeout(timeout)

  #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 client 连接最多等待5s )

sk.getpeername()

  #返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组(ipaddr,port)。

sk.getsockname()

  #返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)

sk.fileno()

  #套接字的文件描述符
复制代码

 

简单例子

 

复制代码
'''server端'''
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9999)
sk = socket.socket()
sk.bind(ip_port)
sk.listen(5)

print('server is waiting...')

conn,addr = sk.accept()
client_data = conn.recv(1024)
print(str(client_data,'utf8'))
conn.sendall(bytes('hi!',encoding="utf-8"))

sk.close()

###################
'''client端'''
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9999)

sk = socket.socket()
sk.connect(ip_port)


sk.sendall(bytes('hi',encoding="utf8"))

server_reply = sk.recv(1024)
print (str(server_reply,"utf8"))
复制代码

 

 

两端聊天例子

复制代码
#--------------server端
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9999)
sk = socket.socket()
sk.bind(ip_port)
sk.listen(5)
print('server is waiting...')
conn,addr = sk.accept()
while True:
    client_data = conn.recv(1024)
    if str(client_data,'utf8')=='exit':
        break
    print('<<<',str(client_data,'utf8'))
    inp = input('>>>')
    conn.sendall(bytes(inp,encoding="utf-8"))

sk.close()

#--------------client端
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9999)

sk = socket.socket()
sk.connect(ip_port)
while True:
    inp = input('>>>')
    sk.sendall(bytes(inp, encoding="utf8"))
    if inp == 'exit':
        break
    server_reply = sk.recv(1024)
    print ('<<<',str(server_reply,"utf8"))
复制代码

 

粘包问题

sendall会把数据直接全部发送到客户端,客户端将所有的数据都放到缓冲区,每次recv多少字节取决于recv内的参数,理论不应该超过8k。

所以,并不能一次recv()无限大数据。解决粘包问题主要思路是先获取要传输的数据的大小,先传到目标主机,接着再发送数据。另外,目标主机以数据的大小为标准循环接收数据直至获取完毕。



所属网站分类: 技术文章 > 博客

作者:忘也不能忘

链接: https://www.pythonheidong.com/blog/article/15540/

来源: python黑洞网

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