python的socket模块

python提供两个socket模块

socket ：提供了标准的 BSD Sockets API。

socketserver ：提供了服务器中心类，可以简化网络服务器的开发。

一 socket类型

socket的套接字类型：

socket(family,type,[protocal]) 使用给定的地址族、套接字类型、协议编号（默认为0）来创建套接字。

socket类型	描述
socket.AF_UNIX	只能够用于单一的Unix系统进程间通信
socket.AF_INET	服务器之间网络通信
socket.AF_INET6	IPv6
socket.SOCK_STREAM	流式socket , for TCP
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_SEQPACKET	可靠的连续数据包服务
创建TCP Socket：	s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
创建UDP Socket：	s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

二 Socket 函数

注意：

1、TCP发送数据时，已建立好TCP连接，所以不需要指定地址。UDP是面向无连接的，每次发送要指定是发给谁。

2、服务端与客户端不能直接发送列表，元组，字典。需要字符串化repr(data)。

socket函数		描述
服务端socket函数
s.bind(address)	将套接字绑定到地址, 在AF_INET下,以元组（host,port）的形式表示地址.
s.listen(backlog)	开始监听TCP传入连接。backlog指定在拒绝连接之前，操作系统可以挂起的最大连接数量。该值至少为1，大部分应用程序设为5就可以了。
s.accept()	接受TCP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。
客户端socket函数
s.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。
s.connect_ex(adddress)	功能与connect(address)相同，但是成功返回0，失败返回errno的值。
公共socket函数
s.recv(bufsize[,flag])	接受TCP套接字的数据。数据以字符串形式返回，bufsize指定要接收的最大数据量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。
s.send(string[,flag])	发送TCP数据。将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是要发送的字节数量，该数量可能小于string的字节大小。
s.sendall(string[,flag])	完整发送TCP数据。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。
s.recvfrom(bufsize[.flag])	接受UDP套接字的数据。与recv()类似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收数据的字符串，address是发送数据的套接字地址。
s.sendto(string[,flag],address)	发送UDP数据。将数据发送到套接字，address是形式为（ipaddr，port）的元组，指定远程地址。返回值是发送的字节数。
s.close()	关闭套接字。
s.getpeername()	返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。
s.getsockname()	返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)
s.setsockopt(level,optname,value)	设置给定套接字选项的值。
s.getsockopt(level,optname[.buflen])	返回套接字选项的值。
s.settimeout(timeout)	设置套接字操作的超时期，timeout是一个浮点数，单位是秒。值为None表示没有超时期。一般，超时期应该在刚创建套接字时设置，因为它们可能用于连接的操作（如connect()）
s.gettimeout()	返回当前超时期的值，单位是秒，如果没有设置超时期，则返回None。
s.fileno()	返回套接字的文件描述符。
s.setblocking(flag)	如果flag为0，则将套接字设为非阻塞模式，否则将套接字设为阻塞模式（默认值）。非阻塞模式下，如果调用recv()没有发现任何数据，或send()调用无法立即发送数据，那么将引起socket.error异常。
s.makefile()	创建一个与该套接字相关连的文件

三、 socket编程思路

TCP服务端简单写法：

import socket
server =  socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)#创建socket对象，设置指定协议
server.bind(('localhost',9090))#绑定套接字，端口
server.listen()#开始监听
conn,addr = server.accept()#进入循环，不断接受客户端的连接请求
data = conn.recv(2014)#接受数据
print("recv>>",data)#返回数据
server.close()#关闭套接字

TCP客户端简单写法：

import socket
client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)#创建socket对象，设置指定协议
client.connect(('localhost',9090))#绑定套接字，端口

client.send(b"huangjiaping")#开始发送数据

data = client.recv(2014)#接受服务器返回来的数据
print("recv>>",data)#输出接受回来的数据
9 client.close()

图解socket的数据传输过程

 

过程解析：服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束。

 

四、socket的进阶

 1、如果传输的数据有中文也有英文的时候，怎么解决字符编码的问题

（1）我们要知道在python3中，str类型和byte类型是区分开的，在网络传输数据的时候，只能使用byte类型，这就是为什么我们要在字符串前面加上一个b了。

（2）想要将中文编码为byte类型，要用到encode('utf-8')

例如客户端发送数据：

client.send("huangjiaping 小明".encode('utf-8'))

2、实现socket的用户输入功能。

 用户的输入大多是改动客户端的代码，要使用上input的方法了。

通过上面的代码，服务端代码不变，客户端再加上input语句，稍微的改动下：

import socket
client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)#创建socket对象，设置指定协议
client.connect(('localhost',9090))#绑定套接字，端口

data = input("请客户端进行输入>>")#客户端输入
client.send(data.encode('utf-8'))

Server_data = client.recv(2014)#接受服务器返回来的数据
print("recv>>",Server_data)#输出接受回来的数据

虽然功能简单的实现了一下，但是已用到又发现了一个问题，用户只能发送一条信息，这显然是不行的。而且在有多个用户要登录服务器的时候，登录的时间不确定，这个就要保证服务器要时时刻刻能够连接到客户机。

这个时候，就需要使用到我们的while循环了。

首先我们先来看看1对1的c/s：

服务端：

import socket
server =  socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)#创建socket对象，设置指定协议
server.bind(('localhost',9090))#绑定套接字，端口
server.listen()#开始监听
print("开始监听。。。")
conn,addr = server.accept()#进入循环，不断接受客户端的连接请求
print("开始接受数据..")
while True:
    data = conn.recv(2014)#接受数据
    data_1 = conn.send(b"server is ok")
    print("recv>>",data.decode('utf-8'))#返回数据

server.close()#关闭套接字

客户端：

import socket
client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)#创建socket对象，设置指定协议
client.connect(('localhost',9090))#绑定套接字，端口
while True:
    data = input("请客户端进行输入>>")#客户端输入
    client.send(data.encode('utf-8'))

    Server_data = client.recv(2014)#接受服务器返回来的数据
    print("recv>>",Server_data)#输出接受回来的数据

那么client登录的时候，是否有个上线和下线的功能，那服务端怎么进行处理。

服务端：

import socket
server =  socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)#创建socket对象，设置指定协议
server.bind(('localhost',9090))#绑定套接字，端口
server.listen()#开始监听
print("开始监听。。。")
while True:
    conn, addr = server.accept()# 进入循环，不断接受客户端的连接请求
    print("客户机上线")
    print("开始接受数据..")

    while True:

        data = conn.recv(2014)#接受数据
        clientData = data.decode('utf-8')
        data_1 = conn.send(b"server is ok")

        print("recv>>",clientData)#返回数据
        if clientData == 'q':
            print("客户机下线")
            break#结束循环
server.close()#关闭套接字

客户端：

import socket
client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)#创建socket对象，设置指定协议
client.connect(('localhost',9090))#绑定套接字，端口
while True:
    data = input("请客户端进行输入>>")#客户端输入
    client.send(data.encode('utf-8'))

    Server_data = client.recv(2014)#接受服务器返回来的数据
    print("recv>>",Server_data)#输出接受回来的数据
    if data == 'q':
        break#结束循环
client.close()

 好了，上面都是一台服务端对应一台客户端的。

现在我们尝试有一台服务端对应两台客户端的，会发现什么问题。

 socket_server:

import socket
server =  socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)#创建socket对象，设置指定协议
server.bind(('localhost',9090))#绑定套接字，端口
server.listen()#开始监听
print("开始监听。。。")
while True:
    conn, addr = server.accept()# 进入循环，不断接受客户端的连接请求
    print("客户机上线")
    print("开始接受数据..")

    while True:

        data = conn.recv(2014)#接受数据
        if not data:
            print("客户端断开")
            break
        clientData = data.decode('utf-8')
        data_1 = conn.send(b"server is ok")
        print("recv>>",clientData)#返回数据

server.close()#关闭套接字

 

socket_client:

import socket
client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)#创建socket对象，设置指定协议
client.connect(('localhost',9090))#绑定套接字，端口
while True:
    data = input("请客户端进行输入>>")#客户端输入
    client.send(data.encode('utf-8'))

    Server_data = client.recv(2014)#接受服务器返回来的数据
    print("recv>>",Server_data)#输出接受回来的数据
    if data == 'q':
        break
client.close()

 

socket_client02:

import  socket
client02 = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
client02.connect(('localhost',9090))
while True:
    data = input(">>")
    client02.send(data.encode('utf-8'))
    data02 = client02.recv(2014)
    print(data02)
    if data == 'q':
        break
client02.close();

哈哈，运行程序好，你就会发现，socket模块，同时只能处理1对1的c/s访问，多台client的时候，就需要排队访问，不能同时访问。

但是这个问题怎么解决呢，所以socketserver就出现来解决这样问题。（后面的博客会讲到。。。）

好，现在，我们学习socket的基本内容，现在来试着做一个简单的ssh程序。

server端：

import socket,os
server = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)#IPv4,tcp协议
server.bind(('localhost',9090))#绑定ip，端口

server.listen()#开始监听
print("开始监听")
while True:
    conn,addr = server.accept()#循环接受客户机连接
    print("开始接受数据")
    while True:
        data =  conn.recv(1024)#接受数据
        server_data = os.popen(data.decode()).read()
        if len(server_data) == 0:
            server_data = "no"
        conn.send(server_data.encode("utf-8"))
16 server.close()

client端：

import socket
client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
client.connect(('localhost',9090))
while True:
    data = input(">>")
    if len(data) == 0:continue
    if data == 'q':break
    client.send(data.encode("utf-8"))
    client_data = client.recv(1024)
    if client_data == "no":
        continue
    print(client_data.decode())
client.close()

好这样就完成一个ssh程序，但是运行之后还是有很多的问题，比如接受的数据过大，会出现数据接收不完整，但是这种问题应该怎么解决呢？？？