Python - 套接字编程



Python 提供了两个级别的网络服务访问。在低级别,您可以访问底层操作系统的基本套接字支持,这使您可以为面向连接和无连接协议实现客户端和服务器。

Python 还具有提供对特定应用程序级网络协议(例如 FTP、HTTP 等)的更高级别访问的库。

套接字是双向通信通道的端点。套接字可以在进程内、同一台机器上的进程之间或不同大陆上的进程之间进行通信。我们使用 Python 中的 socket 模块来创建和使用套接字。

套接字有自己的词汇表 -

序号 术语及描述
1

用作传输机制的协议族。这些值是常量,例如 AF_INET、PF_INET、PF_UNIX、PF_X25 等。

2

类型

两个端点之间通信的类型,通常对于面向连接的协议为 SOCK_STREAM,对于无连接的协议为 SOCK_DGRAM。

3

协议

通常为零,这可用于识别域和类型内协议的变体。

4

主机名

网络接口的标识符 -

  • 一个字符串,可以是主机名、点分四段地址或冒号(可能还有点)表示法的 IPv6 地址

  • 字符串“<broadcast>”指定 INADDR_BROADCAST 地址。

  • 零长度字符串,指定 INADDR_ANY,或

  • 一个整数,解释为主机字节序中的二进制地址。

5

端口

每个服务器都在一个或多个端口上侦听客户端的调用。端口可以是 Fixnum 端口号、包含端口号的字符串或服务的名称。

socket 模块

要创建套接字,必须使用 socket 模块中提供的 socket.socket() 函数,其通用语法如下 -

s = socket.socket (socket_family, socket_type, protocol=0)

以下是参数的描述 -

  • socket_family - 这是 AF_UNIX 或 AF_INET,如前所述。

  • socket_type - 这是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。

  • protocol - 通常省略,默认为 0。

拥有 socket 对象后,就可以使用所需函数创建客户端或服务器程序。

服务器套接字方法

序号 方法及描述
1

s.bind()

此方法将地址(主机名、端口号对)绑定到套接字。

2

s.listen()

此方法设置并启动 TCP 侦听器。

3

s.accept()

此方法被动接受 TCP 客户端连接,等待连接到达(阻塞)。

客户端套接字方法

序号 方法及描述
1

s.connect()

此方法主动启动 TCP 服务器连接。

通用套接字方法

序号 方法及描述
1

s.recv()

此方法接收 TCP 消息

2

s.send()

此方法传输 TCP 消息

3

s.recvfrom()

此方法接收 UDP 消息

4

s.sendto()

此方法传输 UDP 消息

5

s.close()

此方法关闭套接字

6

socket.gethostname()

返回主机名。

一个简单的服务器

要编写 Internet 服务器,我们使用 socket 模块中提供的 socket 函数来创建套接字对象。然后使用套接字对象调用其他函数来设置套接字服务器。

现在调用 bind(hostname, port) 函数为给定主机上的服务指定一个 port

接下来,调用返回对象的 accept 方法。此方法等待客户端连接到您指定的端口,然后返回一个 connection 对象,该对象表示与该客户端的连接。

#!/usr/bin/python           # This is server.py file

import socket               # Import socket module

s = socket.socket()         # Create a socket object
host = socket.gethostname() # Get local machine name
port = 12345                # Reserve a port for your service.
s.bind((host, port))        # Bind to the port

s.listen(5)                 # Now wait for client connection.
while True:
   c, addr = s.accept()     # Establish connection with client.
   print 'Got connection from', addr
   c.send('Thank you for connecting')
   c.close()                # Close the connection

一个简单的客户端

让我们编写一个非常简单的客户端程序,该程序打开到给定端口 12345 和给定主机的连接。使用 Python 的 socket 模块函数创建套接字客户端非常简单。

socket.connect(hosname, port ) 打开到 hostnameport 的 TCP 连接。打开套接字后,您可以像任何 IO 对象一样从中读取。完成后,请记住关闭它,就像关闭文件一样。

以下代码是一个非常简单的客户端,它连接到给定主机和端口,从套接字读取任何可用数据,然后退出 -

#!/usr/bin/python           # This is client.py file

import socket               # Import socket module

s = socket.socket()         # Create a socket object
host = socket.gethostname() # Get local machine name
port = 12345                # Reserve a port for your service.

s.connect((host, port))
print s.recv(1024)
s.close                     # Close the socket when done

现在在后台运行此 server.py,然后运行上面的 client.py 以查看结果。

# Following would start a server in background.
$ python server.py & 

# Once server is started run client as follows:
$ python client.py

这将产生以下结果 -

Got connection from ('127.0.0.1', 48437)
Thank you for connecting

带有公共 URL 的套接字

在下面的示例中,我们使用 socket 模块中的几个方法来查找服务器的地址信息和主机名详细信息。

import socket
from pprint import pprint

# get server address
addrinfo = socket.getaddrinfo('tutorialspoint.com', 'www')

pprint(addrinfo)

# get server hostname
print socket.gethostname()

当我们运行上述程序时,我们得到以下输出 -

[(2, 1, 0, '', ('94.130.81.180', 80))]
DESKTOP-JXYKQCPLP
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