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Python基礎(chǔ)之Socket通信原理

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上圖是socket網(wǎng)絡(luò)編程的流程圖

至于數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中是怎么走的,咱先不說,那個(gè)太底層了,咱今天見就說如何將數(shù)據(jù)從咱的屏幕上放到網(wǎng)絡(luò)流中去。

這可不是鍵盤敲敲,回車一按的事情,在這背后,那也是百轉(zhuǎn)千回。

打開一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口:套接字

Socket又稱"套接字",應(yīng)用程序通常通過"套接字"向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請(qǐng)求或者應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求,使主機(jī)間或者一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的進(jìn)程間可以通訊。

Python 中,我們用 socket()函數(shù)來創(chuàng)建套接字,語法格式如下:

import socket	# 居然是個(gè)內(nèi)置模塊
socket.socket([family[, type[, proto]]])

參數(shù)釋義:

family: 套接字家族可以使 AF_UNIX(本地協(xié)議) 或者 AF_INET(產(chǎn)生IPV4)。
type: 套接字類型可以根據(jù)是面向連接的還是非連接分為 
	  SOCK_STREAM(這個(gè)協(xié)議是按照順序的、可靠的、數(shù)據(jù)完整的基于字節(jié)流的連接。這是一個(gè)使用最多的socket類型,是用TCP協(xié)議來傳輸?shù)摹#?
	  或 SOCK_DGRAM(這個(gè)協(xié)議是無連接的,固定長度的連接調(diào)用。該協(xié)議是不可靠的,使用UDP來進(jìn)行它的連接。)。
protocol: 一般不填默認(rèn)為 0。

返回值:返回一個(gè)通信套接字,為本機(jī)向網(wǎng)絡(luò)通信的接口。

綁定IP與端口:bind

bind() 用來關(guān)聯(lián) socket 到指定的網(wǎng)絡(luò)接口(IP 地址)和端口號(hào):

bind(hostname,port)

參數(shù)釋義:

hostname:主機(jī)IP
port:進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信的端口

127.0.0.1 是標(biāo)準(zhǔn)的 IPv4 回環(huán)地址,只有主機(jī)上的進(jìn)程可以連接到服務(wù)器,如果你傳了空字符串,服務(wù)器將接受本機(jī)所有可用的 IPv4 地址。

端口號(hào)應(yīng)該是 1-65535 之間的整數(shù)(0是保留的),這個(gè)整數(shù)就是用來接受客戶端鏈接的 TCP 端口號(hào),如果端口號(hào)小于 1024,有的操作系統(tǒng)會(huì)要求管理員權(quán)限。

監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)來信:監(jiān)聽套接字

listen(backlog)	#開始 TCP 監(jiān)聽。

參數(shù)釋義:

backlog 指定在拒絕連接之前,操作系統(tǒng)可以掛起的最大連接數(shù)量。該值至少為 1,大部分應(yīng)用程序設(shè)為 5 就可以,做并發(fā)的話可以設(shè)大一些,比方說20。

函數(shù)listen用來初始化服務(wù)器可連接隊(duì)列。
服務(wù)器處理客戶端連接時(shí)是順序處理的,同一時(shí)間只能處理一個(gè)客戶端連接。
當(dāng)多個(gè)客戶端的連接請(qǐng)求同時(shí)到來的時(shí)候,服務(wù)器將不能處理的客戶端連接請(qǐng)求放入到等待隊(duì)列中,這個(gè)隊(duì)列的長度由listen()函數(shù)來指定。
(這里面包括了還沒握手的、一次握手的、兩次握手的,只要還沒握完,通通進(jìn)去待著)

大多數(shù)系統(tǒng)的設(shè)置為20,其實(shí)真的沒必要太多,真的。
根據(jù)系統(tǒng)的可承受負(fù)載和程序的需求來確定。
系統(tǒng)有一個(gè)最大偵聽隊(duì)列數(shù),一般是128(somaxconn),可以調(diào)優(yōu)。

接收網(wǎng)絡(luò)來訪者:允許連接

accept() #被動(dòng)接受TCP客戶端連接,(阻塞式)等待連接的到來

accept() 方法阻塞并等待傳入連接。當(dāng)一個(gè)客戶端連接時(shí),它將返回一個(gè)新的 socket 對(duì)象,對(duì)象中有表示當(dāng)前連接的 conn 和一個(gè)由主機(jī)、端口號(hào)組成的 IPv4/v6 連接的元組。

我們將用這個(gè) socket 對(duì)象和客戶端進(jìn)行通信。

客戶端方面:申請(qǐng)連接

connect((HOST, PORT))

參數(shù)不用我再釋義了吧。返回一個(gè)通信套接字。

主動(dòng)初始化TCP服務(wù)器連接,。一般address的格式為元組(hostname,port),如果連接出錯(cuò),返回socket.error錯(cuò)誤。

connect_ex() connect()函數(shù)的擴(kuò)展版本,出錯(cuò)時(shí)返回出錯(cuò)碼,而不是拋出異常。

關(guān)閉通信套接字:close()

用于關(guān)閉對(duì)某一個(gè)套接字的函數(shù)。

公共用途的套接字函數(shù)

s.recv() 	# 接收 TCP 數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)以字符串形式返回,bufsize 指定要接收的最大數(shù)據(jù)量。flag 提供有關(guān)消息的其他信息,通常可以忽略。
s.send() 	# 發(fā)送 TCP 數(shù)據(jù),將 string 中的數(shù)據(jù)發(fā)送到連接的套接字。返回值是要發(fā)送的字節(jié)數(shù)量,該數(shù)量可能小于 string 的字節(jié)大小。
s.recvfrom() 	# 接收 UDP 數(shù)據(jù),與 recv() 類似,但返回值是(data,address)。其中 data 是包含接收數(shù)據(jù)的字符串,address 是發(fā)送數(shù)據(jù)的套接字地址。
s.sendto() 	# 發(fā)送 UDP 數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)發(fā)送到套接字,address 是形式為(ipaddr,port)的元組,指定遠(yuǎn)程地址。返回值是發(fā)送的字節(jié)數(shù)。

這里面函數(shù)要拿出來單講都能寫一篇。

服務(wù)端/客戶端

我先打個(gè)樣兒,后來人可以直接拿去修改了自己用:

服務(wù)端

import socket

# create a socket object
serversocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 

# get local machine name
host = socket.gethostname()                           

port = 8088

# bind to the port
serversocket.bind((host, port))                                  
print("Server start at port: 8088")
# queue up to 5 requests
serversocket.listen(5)                                           

while True:
    # establish a connection
    clientsocket,addr = serversocket.accept()      

    print("Got a connection from %s" % str(addr))

    msg='Thank you for connecting'+ "\r\n"
    clientsocket.send(msg.encode('utf-8'))
    clientsocket.close()

客戶端

import socket

# create a socket object
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# get local machine name
host = socket.gethostname()

port = 8088

# connection to hostname on the port.
s.connect((host, port))

# Receive no more than 1024 bytes
msg = s.recv(1024)

s.close()

print (msg.decode('ascii'))

結(jié)果輸出

Server start at port: 8088
Got a connection from ('172.28.47.243', 9599)
Thank you for connecting

本文是處理單連接的,這是一種場(chǎng)景,不過更過的場(chǎng)景是處理多連接,大并發(fā)的。

后面會(huì)出啦,我先去調(diào)查一下Python是否支持epoll。

因?yàn)檫@篇主要是為我六月份的那個(gè)項(xiàng)目服務(wù)的,所以連接足夠用啦。

到此這篇關(guān)于Python基礎(chǔ)之Socket通信原理的文章就介紹到這了,更多相關(guān)python通信原理內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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