Socket的英文原義是“孔”或“插座”。作為BSD UNIX的程式通訊機制,通常也稱作"套接字",用於描述IP地址和埠,是一個通訊鏈的控制程式碼,可以用來實現不同虛擬機器或不同計算機之間的通訊。
網路上的兩個程式透過一個雙向的通訊連線實現資料的交換,這個連線的一端稱為一個socket。
建立網路通訊連線至少要一對埠號(socket)。socket本質是程式設計介面(API),對TCP/IP的封裝,TCP/IP也要提供可供程式設計師做網路開發所用的介面,這就是Socket程式設計介面;HTTP是轎車,提供了封裝或者顯示資料的具體形式;Socket是發動機,提供了網路通訊的能力。
下面來說一下python的socket。
1.socket模組
要使用socket.socket()函式來建立套接字。其語法如下:
socket.socket(socket_family,socket_type,protocol=0)
socket_family可以是如下引數:
socket.AF_INET IPv4(預設)
socket.AF_INET6 IPv6
socket.AF_UNIX 只能夠用於單一的Unix系統程式間通訊
socket_type可以是如下引數:
socket.SOCK_STREAM 流式socket , for TCP (預設)
socket.SOCK_DGRAM 資料包式socket , for UDP
socket.SOCK_RAW 原始套接字,普通的套接字無法處理ICMP、IGMP等網路報文,而SOCK_RAW可以;其次,SOCK_RAW也可以處理特殊的IPv4報文;此外,利用原始套接字,可以透過IP_HDRINCL套接字選項由使用者構造IP頭。
socket.SOCK_RDM 是一種可靠的UDP形式,即保證交付資料包但不保證順序。SOCK_RAM用來提供對原始協議的低階訪問,在需要執行某些特殊操作時使用,如傳送ICMP報文。SOCK_RAM通常僅限於高階使用者或管理員執行的程式使用。
socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的連續資料包服務
protocol引數:
0 (預設)與特定的地址家族相關的協議,如果是 0 ,則系統就會根據地址格式和套接類別,自動選擇一個合適的協議
2.套接字物件內建方法
伺服器端套接字函式
s.bind() 繫結地址(ip地址,埠)到套接字,引數必須是元組的格式例如:s.bind(('127.0.0.1',8009))
s.listen(5) 開始監聽,5為最大掛起的連線數
s.accept() 被動接受客戶端連線,阻塞,等待連線
客戶端套接字函式
s.connect() 連線伺服器端,引數必須是元組格式例如:s.connect(('127,0.0.1',8009))
公共用途的套接字函式
s.recv(1024) 接收TCP資料,1024為一次資料接收的大小
s.send(bytes) 傳送TCP資料,python3傳送資料的格式必須為bytes格式
s.sendall() 完整傳送資料,內部迴圈呼叫send
s.close() 關閉套接字
例項1.簡單實現socket程式
server端
#!/usr/bin/env python # _*_ coding:utf-8 _*_ import socket import time IP_PORT = ('127.0.0.1',8009) BUF_SIZE = 1024 tcp_server = socket.socket() tcp_server.bind(IP_PORT) tcp_server.listen(5) while True: print("waiting for connection...") conn,addr = tcp_server.accept() print("...connected from:",addr) while True: data = tcp_server.recv(BUF_SIZE) if not data:break tcp_server.send('[%s] %s'%(time.ctime(),data)) tcp_server.close()
以上程式碼解釋:
1~4行
第一行是Unix的啟動資訊行,隨後匯入time模組和socket模組
5~10行
IP_PORT為全域性變數宣告瞭IP地址和埠,表示bind()函式繫結在此地址上,把緩衝區的大小設定為1K,listen()函式表示最多允許多少個連線同時進來,後來的就會被拒絕掉
11~到最後一行
在進入伺服器的迴圈後,被動等待連線的到來。當有連線時,進入對話迴圈,等待客戶端傳送資料。如果訊息為空,表示客戶端已經退出,就跳出迴圈等待下一個連線到來。得到客戶端訊息後,在訊息前面加一個時間戳然後返回。最後一行不會執行,因為迴圈不會退出所以服務端也不會執行close()。只是提醒不要忘記呼叫close()函式。
client端
#!/usr/bin/env python # _*_ coding:utf-8 _*_ import socket HOST = '127.0.0.1' PORT = 8009 BUF_SIZE = 1024 ADDR = (HOST,PORT) client = socket.socket() client.connect(ADDR) while True: data = input(">>> ") if not data:break client.send(bytes(data,encoding='utf-8')) recv_data = client.recv(BUF_SIZE) if not recv_data:break print(recv_data.decode()) client.close()
5~11行
HOST和PORT變數表示伺服器的IP地址與埠號。由於演示是在同一臺伺服器所以IP地址都是127.0.0.1,如果執行在其他伺服器上要做相應的修改。埠號要與伺服器端完全相同否則無法通訊。緩衝區大小還是1K。
客戶端套接字在10行建立然後就去連線伺服器端
13~21行
客戶端也無限迴圈,客戶端的迴圈在以下兩個條件的任意一個發生後就退出:1.使用者輸入為空的情況或者伺服器端響應的訊息為空。否則客戶端會把使用者輸入的字串傳送給伺服器進行處理,然後接收顯示伺服器返回來的帶有時間戳的字串。
執行客戶端程式與服務端程式
以下是客戶端的輸入與輸出
[root@pythontab]# python client.py >>> hello python [Thu Sep 15 22:29:12 2016] b'hello python'
以下是服務端輸出
[root@pythontab]# python server.py waiting for connection... ...connected from: ('127.0.0.1', 55378)
3.socketserver模組
socketserver是標準庫中的一個高階別的模組。用於簡化實現網路客戶端與伺服器所需要的大量樣板程式碼。模組中已經實現了一些可以使用的類。
例項1:使用socketserver實現與上面socket()例項一樣的功能
服務端程式程式碼
#!/usr/bin/env python # _*_ coding:utf-8 _*_ import socketserver import time HOST = '127.0.0.1' PORT = 8009 ADDR = (HOST,PORT) BUF_SIZE = 1024 class Myserver(socketserver.BaseRequestHandler): def handle(self): while True: print("...connected from:",self.client_address) data = self.request.recv(BUF_SIZE) if not data:break self.request.send(bytes("%s %s"%(time.ctime(),data))) server = socketserver.ThreadingTCPServer(ADDR,Myserver) print("waiting for connection...") server.serve_forever()
11~17行
主要的工作在這裡。從socketserver的BaseRequestHandler類中派生出一個子類,並重寫handle()函式。
在有客戶端發進來的訊息的時候,handle()函式就會被呼叫。
19~21行
程式碼的最後一部分用給定的IP地址和埠加上自定義處理請求的類(Myserver)。然後進入等待客戶端請求與處理客戶端請求的無限迴圈中。
客戶端程式程式碼
import socket HOST = '127.0.0.1' PORT = 8009 ADDR = (HOST,PORT) BUF_SIZE = 1024 client = socket.socket() client.connect(ADDR) while True: data = input(">>> ") if not data:continue client.send(bytes(data,encoding='utf-8')) recv_data = client.recv(BUF_SIZE) if not recv_data:break print(recv_data.decode()) client.close()
執行服務端和客戶端程式碼
下面是客戶端輸出
[root@pythontab]# python socketclient.py >>> hello python Thu Sep 15 23:53:31 2016 b'hello python' >>> hello pythontab Thu Sep 15 23:53:49 2016 b'hello pythontab'
下面是服務端輸出
[root@pythontab]# python socketserver.py waiting for connection... ...connected from: ('127.0.0.1', 55385) ...connected from: ('127.0.0.1', 55385) ...connected from: ('127.0.0.1', 55385) ...connected from: ('127.0.0.1', 55385)