python socket程式設計

Socket

socket的英文原義是“孔”或“插座”。作為BSD UNIX的程序通信機制，取後一種意思。通常也稱作"套接字"，用于描述IP位址和端口，是一個通信鍊的句柄。在Internet上的主機一般運作了多個服務軟體，同時提供幾種服務。每種服務都打開一個Socket，并綁定到一個端口上，不同的端口對應于不同的服務。

Socket的分類有：1、stream socket流式套接字，主要是tcp協定的服務；2、datagroup socket 資料報套接字，主要是udp協定的服務。3、raw socket 原始套接字，主要是icmp smtp協定的服務；

Socket流程圖

python套接字子產品

套接字子產品是一個非常簡單的基于對象的接口，它提供對低層BSD套接字樣式網絡的通路。使用該子產品可以實作客戶機和伺服器套接字。要在python 中建立具有TCP和流套接字的簡單伺服器，需要使用socket子產品。利用該子產品包含的函數和類定義，可生成通過網絡通信的程式。一般來說，建立伺服器連接配接需要六個步驟。

第1步是建立socket對象。調用socket構造函數

socket=socket.socket(familly,type)

family的值可以是AF_UNIX(Unix域，用于同一台機器上的程序間通訊)，也可以是AF_INET（對于IPV4協定的TCP和 UDP），至于type參數，SOCK_STREAM（流套接字）或者 SOCK_DGRAM（資料封包套接字）,SOCK_RAW（raw套接字）。

第2步是socket綁定（指派）到指定位址上

socket.bind(address)

address必須是一個雙元素元組,((host,port)),主機名或者ip位址+端口号。如果端口号正在被使用或者保留，或者主機名或ip位址錯誤，則引發socke.error異常。

第3步，綁定後，必須準備好套接字，以便接受連接配接請求

socket.listen(backlog)

backlog指定了最多連接配接數，至少為1，接到連接配接請求後，這些請求必須排隊，如果隊列已滿，則拒絕請求。

第4步，伺服器套接字通過accept方法等待客戶請求

Connection.address=socket.accept()

調用accept方法時，socket會進入'waiting'（或阻塞）狀态。客戶請求連接配接時，方法建立連接配接并傳回伺服器。accept方法傳回一個含有倆個元素的元組，形如(connectionn,address)。第一個元素（connection）是新的socket對象，伺服器通過它與客戶通信；第二個元素（address）是客戶的internet位址。

第5步是處理階段，伺服器和客戶通過send和recv通信

伺服器調用send，并采用字元串形式向客戶發送資訊。send方法傳回已發送的字元個數。伺服器使用recv方法從客戶接受資訊。調用recv時，必須指定一個整數來控制本次調用所接受的最大資料量。recv方法在接受資料時會進入'blocket'狀态，最後傳回一個字元串，用它來表示收到的資料。如果發送的量超過recv所允許，資料會被截斷。多餘的資料将緩沖于接受端。以後調用recv時，多餘的資料會從緩沖區删除。

第6步，傳輸結束，伺服器調用socket的close關閉連接配接

python 編寫server

步驟：

第一步，建立socket對象。調用socket構造函數

socket = socket.socket( family, type )

family參數代表位址家族，可為AF_INET或AF_UNIX。AF_INET家族包括Internet位址，AF_UNIX家族用于同一台機器上的程序間通信。

type參數代表套接字類型，可為SOCK_STREAM(流套接字)和SOCK_DGRAM(資料報套接字)。

第二步，将socket綁定到指定位址。這是通過socket對象的bind方法來實作的：

socket.bind( address )

由AF_INET所建立的套接字，address位址必須是一個雙元素元組，格式是(host,port)。host代表主機，port代表端口号。如果端口号正在使用、主機名不正确或端口已被保留，bind方法将引發socket.error異常。

第三步，使用socket套接字的listen方法接收連接配接請求

socket.listen( backlog )

backlog指定最多允許多少個客戶連接配接到伺服器。它的值至少為1。收到連接配接請求後，這些請求需要排隊，如果隊列滿，就拒絕請求。

第四步，伺服器套接字通過socket的accept等待客戶請求

connection, address = socket.accept()

調用accept方法時，socket會時入“waiting”狀态。客戶請求連接配接時，方法建立連接配接并傳回伺服器。accept方法傳回一個含有兩個元素的元組(connection,address)。第一個元素connection是新的socket對象，伺服器必須通過它與客戶通信；第二個元素 address是客戶的Internet位址。

第五步，處理階段，伺服器和用戶端通過send和recv通信

伺服器調用send，并采用字元串形式向客戶發送資訊。send方法傳回已發送的字元個數。伺服器使用recv方法從客戶接收資訊。調用recv 時，伺服器必須指定一個整數，它對應于可通過本次方法調用來接收的最大資料量。recv方法在接收資料時會進入“blocked”狀态，最後傳回一個字元串，用它表示收到的資料。如果發送的資料量超過了recv所允許的，資料會被截短。多餘的資料将緩沖于接收端。以後調用recv時，多餘的資料會從緩沖區删除(以及自上次調用recv以來，客戶可能發送的其它任何資料)。

傳輸結束，伺服器調用socket的close方法關閉連接配接。

python編寫client

的步驟：

第一步，建立一個socket以連接配接伺服器

第二步，使用socket的connect方法連接配接伺服器

對于AF_INET家族,連接配接格式如下：

socket.connect( (host,port) )

host代表伺服器主機名或IP，port代表伺服器程序所綁定的端口号。如連接配接成功，客戶就可通過套接字與伺服器通信，如果連接配接失敗，會引發socket.error異常。

第三步，處理階段，客戶和伺服器通過send和recv通信

第四步，傳輸結束，客戶通過調用socket的close關閉連接配接

執行個體：

server.py

if __name__ == '__main__':

import socket

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

sock.bind(('localhost', 8001))

sock.listen(5)

while True:

connection,address = sock.accept()

try:

connection.settimeout(5)

buf = connection.recv(1024)

if buf == '1':

connection.send('welcome to server!')

else:

connection.send('please go out!')

except socket.timeout:

print 'time out'

connection.close()

client.py

sock.connect(('localhost', 8001))

import time

time.sleep(2)

sock.send('1')

print sock.recv(1024)

sock.close()

在終端運作server.py，然後運作clien.py，會在終端列印“welcome to server!"。如果更改client.py的sock.send('1')為其它值在終端會列印”pleasego out!“，更改time.sleep(2)為大于5的數值，伺服器将會逾時。

使用：

server端:

#擷取socket構造及常量

from socket import *

#''代表伺服器為localhost

myHost = ''

#在一個非保留端口号上進行監聽

myPort = 50007

#設定一個TCP socket對象

sockobj = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

#綁定它至端口号

sockobj.bind((myHost, myPort))

#監聽，允許5個連結

sockobj.listen(5)

#直到程序結束時才結束循環

   #等待下一個用戶端連結

  connection, address = sockobj.accept( )

   #連結是一個新的socket

  print 'Server connected by', address

  while True:

      #讀取用戶端套接字的下一行

      data = connection.recv(1024)

      #如果沒有數量的話，那麼跳出循環

      if not data: break

      #發送一個回複至用戶端

      connection.send('Echo=>' + data)

   #當socket關閉時eof

  connection.close( )

client端

import sys

serverHost = 'localhost'

serverPort = 50007

#發送至服務端的預設文本

message = ['Hello network world']

#如果參數大于1的話，連結的服務端為第一個參數

if len(sys.argv) > 1:

  serverHost = sys.argv[1]

   #如果參數大于2的話，連結的文字為第二個參數

  if len(sys.argv) > 2:

      message = sys.argv[2:]

#建立一個tcp/ip套接字對象

#連結至伺服器及端口

sockobj.connect((serverHost, serverPort))

for line in message:

   #經過套按字發送line至服務端

  sockobj.send(line)

   #從服務端接收到的資料，上限為1k

  data = sockobj.recv(1024)

   #确認他是引用的，是'x'

  print 'Client received:', repr(data)