Python实验报告三

20233309 2025-3-26 《Python程序设计》实验三报告

课程：《Python程序设计》
班级： 2333
姓名：侯成子
学号：20233309
实验教师：王志强
实验日期：2025年4月16日
必修/选修：公选课

1.实验内容

创建服务端和客户端，服务端在特定端口监听多个客户请求。客户端和服务端通过Socket套接字（TCP/UDP）进行通信。
（1）创建服务端和客户端，选择一个通信端口，用Python语言编程实现通信演示程序；

（2）要求包含文件的基本操作，例如打开和读写操作。

（3）要求发送方从文件读取内容，加密后并传输；接收方收到密文并解密，保存在文件中。

（4）程序代码托管到码云。

注：在华为ECS服务器(OpenOuler系统)和物理机(Windows/Linux系统)上使用VIM、PDB、IDLE、Pycharm等工具编程实现。

2. 实验过程及结果

（1）何为Socket？

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。

客户端和服务器端的交流详情见以下图片：

（2）常用函数
①socket（）创建socket描述符
类型为int socket(int domain,,int type,int protocol)
成功返回非负描述符，失败返回-1
domain：即协议域，又称为协议族（family）。决定了地址类型
常用的地址族有：
• AF_INET（用ipv4地址与端口号的组合）
• AF_INET6
• AF_LOCAL（AF_UNIX，本地通信用）
• AF_ROUTE
type：信息传送方式。
• SOCK_STREAM
• SOCK_DGRAM
• SOCK_RAW
• SOCK_PACKET
• SOCK_SEQPACKET
protocol：对应协议。
• IPPROTO_TCP TCP传输协议
• IPPROTO_UDP UDP传输协议
• IPPROTO_SCTP STCP传输协议
• IPPROTO_TIPCTIPC传输协议
通常设置为0,让其自动匹配。
②bind（）绑定实际地址
int bind(int sockfd,const struct sockaddr *addr,soklen)
sockfd 一般服务端才需要绑定，客户端由系统内核解决
addr 所有协议都有一个公共的结构叫做const struct sockaddr,不同协议对应不同的具体结构
addrlen：协议结构体大小通常使用sizeof运算符计算
③listen()、connect() 主机监听、从机链接
④accept 建立链接
⑤read和write函数，读写
read函数是负责从fd中读取内容.当读成功时，read返回实际所读的字节数，如果返回的值是0表示已经读到文件的结束了，小于0表示出现了错误。如果错误为EINTR说明读是由中断引起的，如果是ECONNREST表示网络连接出了问题。
write函数将buf中的nbytes字节内容写入文件描述符fd.成功时返回写的字节数。失败时返回-1，并设置errno变量。在网络程序中，当我们向套接字文件描述符写时有俩种可能。1)write的返回值大于0，表示写了部分或者是全部的数据。

2)返回的值小于0，此时出现了错误。我们要根据错误类型来处理。如果错误为EINTR表示在写的时候出现了中断错误。如果为EPIPE表示网络连接出现了问题(对方已经关闭了连接)。
⑥close关闭服务

（3）具体步骤

先将两台电脑连到同一个路由器的WiFi中，通过打开WLAN找到服务端电脑的IPv4地址，再将其填入服务端代码与客户端代码。（由于在寝室做的实验，因此借用了未参加Python课同学的电脑进行实验）

编写程序

用户端：

import socket
tcpclient = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcpclient.connect(("192.168.31.89", 2025))
while True:
    data = input('>>>').strip()
    if data == 'exit':
        print("退出连接")
        break
    tcpclient.send(data.encode('utf-8'))
    ret = tcpclient.recv(1024)
    print(ret.decode('utf-8'))
tcpclient.close()

运行结果：

服务端：

import socket
tcpserver = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcpserver.bind(("192.168.31.89", 2025))
tcpserver.listen(5)
while True:
    conn, addr = tcpserver.accept()
    print(conn)
    while True:
        try:
            data = conn.recv(1024)
            print(data.decode("utf-8"))
            # ret_data = "收到！"
            ret_data = input("收到的信息为：")
            conn.send(ret_data.encode('utf-8'))
        except Exception:
            break
    conn.close()

运行结果：