socket函数、socket服务端编程四步骤

一、概念

什么是socket套接字

　　网络中进程之间如何通信，如我们每天打开浏览器浏览网页时，浏览器的进程怎么与web服务器通信的？当你用QQ聊天时，QQ进程怎么与服务器或你好友所在的QQ进程通信？这些都得靠socket？

　　进程之间通信的概念最初来源于单机系统。由于每个进程都在自己的地址范围内运行，为保证两个相互通信的进程之间既互不干扰又协调一致工作，操作系统为进程通信提供了相应设施，如UNIX BSD有：管道（pipe）、命名管道（named pipe）软中断信号（signal），UNIX system V有：消息（message）、共享存储区（shared memory）和信号量（semaphore)等。他们都仅限于用在本机进程之间通信。
　　同一主机上，不同进程可用进程号（process ID）唯一标识。但在网络环境下，各主机独立分配的进程号不能唯一标识该进程。网间进程通信要解决的是不同主机进程间的相互通信问题（可把同机进程通信看作是其中的特例）。为此，首先要解决的是网间进程标识问题。其实TCP/IP协议族已经帮我们解决了这个问题，网络层的“ip地址”可以唯一标识网络中的主机，而传输层的“协议+端口”可以唯一标识主机中的应用程序（进程）。这样利用三元组（ip地址，协议，端口）就可以标识网络的进程了，网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互。
　　使用TCP/IP协议的应用程序通常采用应用编程接口：UNIX  BSD的套接字（socket），来实现网络进程之间的通信。就目前而言，几乎所有的应用程序都是采用socket，而现在又是网络时代，网络中进程通信是无处不在，这就是我为什么说“一切皆socket”。

　　socket是最底层的网络编程接口，但并不一定就必须需要TCP/IP。下文以python socket为例：

socket domain： 协议域，又称协议族（family）。Family支持的类型很多，常用的协议族有：

    socket.AF_INET　　#IPV4
    socket.AF_INET6   #IPV6
    socket.AF_UNIX    #unix系统专用

socket type： socket类型，常用的有：

　　1).流式socket： socket.SOCK_STREAM   面向TCP，由系统定义
　　2).数据报socket： socket.SOCK_DGRAM  面向UDP，由系统定义
　　3).原始socket： socket.SOCK_RAM      需要用户空间自己定义

　　4).数据包socket： socket.SOCK_SEQPACKET  可靠的连续数据包服务

socket protocol：指定协议，一般默认为0。常用协议有IPPROTO_TCP、IPPROTO_UDP、IPPROTO_STCP、IPPROTO_TIPC...

二、服务端函数：

　　服务端函数：

　　　　so.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
　　　　so.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。
　　　　conn, address = so.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。

　　TCP服务端socket编程的四步骤：

　　　　1.socket.socket(),初始化socket实例
　　　　2.bind，绑定IP或HOST地址
　　　　3.listen，监听服务端地址
　　　　4.accept，接收客户端请求

　　示例，服务端：

so = socket.socket()  #1,创建socket实例
so.bind(('127.0.0.1', 1234))   #2,绑定地址
so.listen()  #3,监听socket。
　　#在listen之后，在服务器上netstat -anpl|grep 1234，得到结果，客户端可以连接
s, info = so.accept()    #4.accept返回一个socket实例和客户端地址。在客户端连接成功之前，处于阻塞状态，等待客户端的连接。
　　#在accept之后，可以接收客户端的消息。
s.recv(1024)    #accept返回的socket实例，可以接收数据。如返回，b'hello\r\n'
info    #客户端地址。如返回：('127.0.0.1', 37426)
s2, _ =so.accept()
s2.rever(1024)
s.send(b'1234')    #向客户端发送数据
s.close()    #关闭客户端的连接

 　　一个accept对应一个客户端，so网络编程应该并发编程。

三、客户端函数：

so = socket.socket()    #创建socket实例
so.connect(address)    #创建客户端到服务端套接字的连接。address一般为(host, port)或(ip, port)的元组

四、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.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.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.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.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.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.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.setsockopt(level,optname,value)： 设置给定套接字选项的值。

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.fileno()： 返回套接字的文件描述符。

s.makefile()： 创建一个与该套接字相关连的文件

s.close()： 关闭套接字。