18 网络编程

socket编程

socket概述

socket通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，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。

socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，对于文件用【打开】【读写】【关闭】模式来操作。socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）

模块socket和file的区别

file模块是针对某个指定文件进行【打开】【读写】【关闭】
socket模块是针对服务器端和客户端Socket 进行【打开】【读写】【关闭】

socket模块

sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)

参数一：地址簇(地址家族)
- socket.AF_INET ：IPv4（默认）
- socket.AF_INET6 ： IPv6
- socket.AF_UNIX ：只能够用于单一的Unix系统进程间通信
参数二：类型
- socket.SOCK_STREAM：流式socket , for TCP （默认）
- socket.SOCK_DGRAM：数据报式socket , for UDP
- socket.SOCK_RAW：原始套接字，普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文，而SOCK_RAW可以；其次，SOCK_RAW也可以处理特殊的IPv4报文；此外，利用原始套接字，可以通过IP_HDRINCL套接字选项由用户构造IP头。
- socket.SOCK_RDM：是一种可靠的UDP形式，即保证交付数据报但不保证顺序。SOCK_RAM用来提供对原始协议的低级访问，在需要执行某些特殊操作时使用，如发送ICMP报文。SOCK_RAM通常仅限于高级用户或管理员运行的程序使用。
- socket.SOCK_SEQPACKET：可靠的连续数据包服务
参数三：协议
- 0　　（默认）与特定的地址家族相关的协议,如果是 0 ，则系统就会根据地址格式和套接类别,自动选择一个合适的协议

sk.bind(address)

s.bind(address) 将套接字绑定到地址。address地址的格式取决于地址族。在AF_INET下，以元组（host,port）的形式表示地址。一般用于server端

sk.listen(backlog)

　　开始监听传入连接。backlog指定在拒绝连接之前，可以挂起的最大连接数量。例如：backlog等于5，表示内核已经接到了连接请求，但服务器还没有调用accept进行处理的连接个数最大为5。这个值不能无限大，因为要在内核中维护连接队列。一般用于server端

sk.accept()

以阻塞的形式，接受client连接，并返回（conn,address）。其中conn是新的套接字对象，可以用来接收和发送数据；address是连接客户端的地址。

总结：接收TCP 客户的连接（阻塞式）等待连接的到来。

sk.connect(address)

连接到address处的套接字。一般，address的格式为元组（hostname,port）,如果连接出错，返回socket.error错误。与sk.accept()成对出现。一般用于client端。

sk.sendall(string[,flag])

将string中的数据发送到连接的套接字，但在返回之前会尝试发送所有数据。成功返回None，失败则抛出异常。

内部通过递归调用send，将所有内容发送出去。

sk.recv(bufsize[,flag])

　　接受套接字的数据。数据以字符串形式返回，bufsize指定最多可以接收的数量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。

实例：聊天机器人

server端：

import  socket
sk=socket.socket()      #创建套接字对象
sk.bind(('127.0.0.1',9999,))    #套接字绑定ip:port
sk.listen(5)    #监听套接字，数字代表最大并发请求数

while True:
    conn,address=sk.accept()  #接受来自其他套接字发来的连接请求，返回一个新的套接字对象（含有remote address信息，可以理解为是个请求连接对象）和客户端address信息，accept方法会阻塞。
    conn.sendall(bytes('welcome',encoding='utf-8'))
    while True:
        ret=str(conn.recv(1024),encoding='utf-8')
        if ret== 'q':
            break
        else:
            conn.sendall(bytes(ret+"OK",encoding='utf-8'))

client端：

import socket
obj=socket.socket()    #创建套接字
obj.connect(('127.0.0.1',9999))    #连接到其他套接字（发送连接请求），远端socket.accept()接受连接请求

ret_bytes=obj.recv(1024)   #接受1024字节，返回结果为字节码，recv方法会阻塞
ret_str=str(ret_bytes,encoding='utf -8')
print(ret_str)
print('1111')
while True:
    inp=input("请输入内容：")
    obj.sendall(bytes(inp,encoding='utf-8'))
    ret=str(obj.recv(1024),encoding='utf-8')
    print(ret)

obj.close()

IO多路复用-select模块

Python中有一个select模块，其中提供了：select、poll、epoll三个方法，分别调用系统的 select，poll，epoll 从而实现IO多路复用。

Windows Python：
  提供： select
Mac Python：
  提供： select
Linux Python：
  提供： select、poll、epoll