python网络编程之基于TCP协议和UDP协议的socket套接字编程

socket套接字

1、什么是socket套接字

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。
所以，我们无需深入理解tcp/udp协议，socket已经为我们封装好了，我们只需要遵循socket的规定去编程，写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的。

ps:也有人将socket说成ip+port，ip是用来标识互联网中的一台主机的位置，而port是用来标识这台机器上的一个应用程序，
ip地址是配置到网卡上的，而port是应用程序开启的，ip与port的绑定就标识了互联网中独一无二的一个应用程序，
而程序的pid是同一台机器上不同进程或者线程的标识。
2、基于TCP协议套接字工作流程

先从服务器端说起。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
3、基于TCP协议的socket套接字编程的服务端，代码如下：

socket是模块名

import socket

from socket import socket

第一个socket是模块名， 第二个socket是类名

SOCK_STREAM => 基于TCP协议写的

server = socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_STREAM)

不传就代表tcp协议

server = socket.socket()

绑定监听的地址

server.bind(('127.0.0.1', 8081))

listen监听， 半连接池， 强调：可不是同时服务5个

server.listen(5)

接收消息

print("正在接收客户端消息：")
while True:
# sock 当前连接对象 addr 客户端的地址 ip+port
sock, addr = server.accept()
print(sock)
print(addr)
# 1024 bytes
while True:
# 客户端非正常断开，需要捕捉异常
try:
data = sock.recv(1024)
if len(data) == 0: # 当客户端主动断开时，接收的数据为空
break
print(data)

sock.send(data.upper())
except Exception as e:
print(e)
break
sock.close()
server.close()
4、基于TCP协议的socket套接字编程的客户端，代码如下：

import socket

client = socket.socket()

client.connect(('127.0.0.1', 8081))

while True:
input_data = input('请输入要传输的数据：(q to quit)').strip()

if not input_data:continue
if input_data =='q':
break
client.send(input_data.encode('utf-8'))

接收服务端返回的结果

data = client.recv(1024)
print(data)
client.close()
5、基于UDP协议的socket套接字编程服务端，代码如下：

import socket
# SOCK_DGRAM =》 udp服务端
# SOCK_STREAM =》 tcp服务端
server = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
server.bind(('127.0.0.1', 8080))
while True:
# client_addr: 客户端地址
data, client_addr = server.recvfrom(1024)
print(data)
print(client_addr)
server.sendto(data.upper(), client_addr)
server.close()
6、基于UDP协议的socket套接字编程客户端，代码如下：

import socket

client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # 数据报协议-》UDP

while True:
msg = input('>>: ').strip() # msg=''
client.sendto(msg.encode('utf-8'), ('127.0.0.1', 8080))

接收服务端返回的数据

data, server_addr = client.recvfrom(1024)
print(data)

client.close()
7、地址占用问题

加入一条socket配置，重用ip和端口

server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
server.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它，在bind前加
server.bind(('127.0.0.1',8080))