20244225 实验三《python程序设计》实验报告

20244225 《Python程序设计》实验三报告

课程：《Python程序设计》
班级： 2442
姓名： 孟雨欣
学号：20244225
实验教师：王志强
实验日期：2024年4月15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。

2. 实验过程及结果

（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。

这段 Python 程序具体功能如下：
（1） 创建套接字并绑定监听

1. 创建 socket 对象：通过 socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 创建一个基于 IPv4 协议的 TCP 套接字。
2. 绑定地址和端口：将套接字绑定到本地地址 localhost 的 8888 端口 。
3. 开始监听：使用 listen(1) 方法让服务器开始监听，同时设置允许的最大连接数为 1 。
   （2） 与客户端交互
4. 等待连接：进入无限循环，通过 accept() 方法等待客户端连接，连接成功后打印客户端地址。
5. 接收消息：进入内层循环，持续接收客户端发送的数据，将接收到的字节数据解码为 UTF - 8 格式字符串并打印。若接收数据为空，则跳出内层循环。
6. 发送响应：通过 input() 函数从控制台获取用户输入内容，作为响应消息，将其编码为 UTF - 8 格式后发送给客户端。
7. 关闭连接：当内层循环结束（如客户端断开连接），通过 finally 块确保关闭与客户端的连接。
   这段代码设计思路具体如下：
   （1）初始化服务器
8. 创建套接字 ：利用 socket.socket() 创建 TCP 套接字，指定 AF_INET（IPv4 地址族 ）和 SOCK_STREAM（TCP 协议 ），这是基于 TCP 进行网络通信的基础。
9. 绑定地址和端口 ：通过 bind() 方法将套接字与本地 localhost 的 8888 端口绑定，明确服务器监听的网络位置，以便客户端能准确连接。
10. 设置监听 ：使用 listen() 方法让服务器进入监听状态，listen(1) 表示允许最大 1 个未完成连接排队，准备接受客户端连接请求。
    （2）与客户端交互流程
11. 等待连接 ：通过无限 while 循环，使用 accept() 方法阻塞等待客户端连接。一旦有客户端连接，获取与客户端通信的套接字 client_socket 和客户端地址 client_address，并打印连接信息。
12. 接收消息 ：进入内层无限 while 循环，使用 recv() 方法从客户端接收数据，每次接收 1024 字节并解码为 utf - 8 格式。若接收数据为空（客户端断开连接），则跳出内层循环。
13. 发送响应 ：接收到客户端消息后，通过 input() 函数从控制台获取用户输入，作为响应消息，再用 send() 方法将其编码为 utf - 8 格式后发送给客户端。
14. 连接管理 ：利用 finally 块，无论内层循环如何结束（正常结束或异常中断 ），都确保调用 close() 方法关闭与客户端的套接字连接，释放资源 。

3. 实验过程中遇到的问题和解决过程

• 问题1：代码运行错误
• 问题1解决方案：通过PC进行检查，修改错误，询问老师

其他（感悟、思考等）

实验伊始，创建服务端和客户端的任务便需要我对 Socket 编程的原理有清晰的理解。Python 丰富的库函数为实现这一目标提供了便利，但其中端口的选择、套接字类型的设定以及连接的建立等细节问题，仍需小心谨慎地处理。每一次成功运行服务端监听端口，等待客户端连接的时刻，都让我感受到了网络通信底层机制的奇妙。
在加入文件操作的环节，从文件的打开、读取到写入，这一系列操作与网络通信的结合，为实验增添了新的复杂度。如何在服务端和客户端之间高效地传输文件内容，成为了关键所在。为了确保数据的完整性和准确性，我花费了大量时间调试代码，优化文件读取和写入的逻辑。

参考资料

• 《Java程序设计与数据结构教程（第二版）》

• 《Java程序设计与数据结构教程（第二版）》学习指导