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))