Python Socket套接字编程 （一）

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  Socket又被称为“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信。Python语言提供了两种访问网络服务的功能,其中低级别的网络服务通过Socket实现，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。而高级别的网络服务通过模块SocketServer 实现,它提供了服务器中心类,可以简化网络服务器的开发。

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一、库 Socket 内置函数和属性

  在 Python程序中,库 Socket针对服务器端和客户端进行打开、读写和关闭操作。和其他Python的内置模块一样，在库Socket中提供了很多内置函数。在库Socket中,用于创建socket对象的内置函数如下所示:
  (1）函数socket.socket()
  在 Python语言标准库中,通过使用socket模块提供的socket对象,在计算机网络中建立可以相互通信的服务器与客户端。在服务器端需要建立一个socket对象，并等待客户端的连接。客户端使用socket对象与服务器端进行连接,一旦连接成功，客户端和服务器端就可以进行通信了。
  在Python语言的socket对象中,函数socket()能够创建套接字对象。此函数是socket网络编程的基础对象,具体语法格式如下所示。

socket.socket (family=AF_INET,type=SOCK_STREAM,proto=0, filen=None)

 ● 参数“socket_family”是AF_UNIX 或 AF_INET;
 ● 参数“type”是 SOCK_STREAM或 SOCK_DGRAM;
 ● 参数“proto”通常省略,默认为0;
 ● 如果指定fileno则忽略其他参数,从而导致具有指定文件描述器的套接字返回。fileno将返回相同的套接字,而不是重复，这有助于使用socket.close()函数关闭分离的套接字。

  在 Python程序中,为了创建 TCP/IP套接字，可以用下面的代码调用socket.socket()。

tcpSock = socket.socket (socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

  同样原理，在创建 UDP/IP套接字时需要执行如下所示的代码。

udpSock = socket.socket (socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

  因为有很多 socket模块属性，所以此时可以使用“from module import”这种导入方式,但是这只是其中的一个例外。如果使用“from socket import”导入方式，那么就把socket属性引入到命名空间中。虽然这看起来有些麻烦，但是通过这种方式将能大大缩短代码的编写量，例如下面所示的代码。

tcpSock = socket(AF_INET,SCK_STREAM)

  一旦有了一个套接字对象，那么使用套接字对象的方法可以进行进一步的交互工作。
  (2）函数socket.socketpair([family[, type[, proto]]])
  函数socket.socketpair()的功能是使用所给的地址族、套接字类型和协议号创建一对已连接的socket对象地址列表，类型type和协议号proto的含义与前面的socket()函数相同。
  (3）函数 socket.create_connection(address[, timeout[, source_address]])
  功能是连按到互联网上侦听的TCP服务地址（2元组（主机，端口）并返回套接字对象。这使得编写IPv4和IPV6兼容的客户端变得容易。传递可选参数timeout将在尝试连接之前设置套接字实例的超时。如果未提供超时，则使用getdefaulttimeout()返回的全局默认超时设置。如果提供了参数Source_aadress，则这个参数必须是一个2元组（主机，端口)其源地址连接前。如果主机或端口分别为’ ’或0,将使用操作系统默认行为。
  (4）函数socket.fromfd(fd, family,type, proto=0)
  功能是复制文件描述器fd（由文件对象的fileno()方法返回的整数）,并从结果中构建一个套接字对象。参数 family、type和 proto的具体含义与前面的socket()函数相同。文件描述器应该指问一个套接字,但是这样当文件描述器无效时不会被检查出来,在对象上的后续操作可能天败。函数socket.fromfd()很少被用到，但是可用于获取或设置作为标准输入或输出传递给程序的套接子选项（例如由Unix inet守护程序启动的服务器）。
  例如在下面的实例中，演示了创建一个简单socket服务器端和客户端的过程。
  实例文件 jiandanfuwu.py演示了创建一个简单socket服务器端的过程。

import socket
sk = socket.socket()
sk.bind(("127.0.0.1",8080))
sk.listen (5)
conn,address = sk.accept()
sk.sendall (bytes ("Hello world",encoding="utf-8"))

  实例文件jiandankehu.py演示了创建一个简单socket客户端的过程。

import socket
obj = socket.socket()
obj.connect(("127.0.0.1",8080))
ret = str(obj.recv(1024),encoding="utf-8")
print (ret)

二、Python中的socket通信逻辑

  Python中的socket通信逻辑如下图所示：

  socket编程思路：
  （一）服务端：

 ● 创建套接字，绑定套接字到本地IP与端口：socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) , s.bind()
 ● 开始监听连接：s.listen()
 ● 进入循环，不断接受客户端的连接请求：s.accept()
 ● 接收传来的数据，或者发送数据给对方：s.recv() , s.sendall()
 ● 传输完毕后，关闭套接字：s.close()

  （二）客户端:

 ● 创建套接字，连接服务器地址：socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) , s.connect()
 ● 连接后发送数据和接收数据：s.sendall(), s.recv()
 ● 传输完毕后，关闭套接字：s.close()
  Python的socket编程，通常可分为TCP和UDP编程两种，前者是带连接的可靠传输服务，每次通信都要握手，结束传输也要挥手，数据会被检验，是使用最广的通用模式；后者是不带连接的传输服务，简单粗暴，不加控制和检查的一股脑将数据发送出去的方式，但是传输速度快，通常用于安全和可靠等级不高的业务场景，比如文件下载。