Python3 網(wǎng)絡(luò)編程

Python 提供了兩個(gè)級(jí)別訪問的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。:

  • 低級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)支持基本的 Socket,它提供了標(biāo)準(zhǔn)的 BSD Sockets API,可以訪問底層操作系統(tǒng)Socket接口的全部方法。
  • 高級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模塊 SocketServer, 它提供了服務(wù)器中心類,可以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的開發(fā)。

什么是 Socket?

Socket又稱"套接字",應(yīng)用程序通常通過"套接字"向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請(qǐng)求或者應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求,使主機(jī)間或者一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的進(jìn)程間可以通訊。


socket()函數(shù)

Python 中,我們用 socket()函數(shù)來創(chuàng)建套接字,語法格式如下:

socket.socket([family[, type[, proto]]])

參數(shù)

  • family: 套接字家族可以使AF_UNIX或者AF_INET
  • type: 套接字類型可以根據(jù)是面向連接的還是非連接分為SOCK_STREAMSOCK_DGRAM
  • protocol: 一般不填默認(rèn)為0.

Socket 對(duì)象(內(nèi)建)方法

函數(shù) 描述
服務(wù)器端套接字
s.bind() 綁定地址(host,port)到套接字, 在AF_INET下,以元組(host,port)的形式表示地址。
s.listen() 開始TCP監(jiān)聽。backlog指定在拒絕連接之前,操作系統(tǒng)可以掛起的最大連接數(shù)量。該值至少為1,大部分應(yīng)用程序設(shè)為5就可以了。
s.accept() 被動(dòng)接受TCP客戶端連接,(阻塞式)等待連接的到來
客戶端套接字
s.connect() 主動(dòng)初始化TCP服務(wù)器連接,。一般address的格式為元組(hostname,port),如果連接出錯(cuò),返回socket.error錯(cuò)誤。
s.connect_ex() connect()函數(shù)的擴(kuò)展版本,出錯(cuò)時(shí)返回出錯(cuò)碼,而不是拋出異常
公共用途的套接字函數(shù)
s.recv() 接收TCP數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)以字符串形式返回,bufsize指定要接收的最大數(shù)據(jù)量。flag提供有關(guān)消息的其他信息,通常可以忽略。
s.send() 發(fā)送TCP數(shù)據(jù),將string中的數(shù)據(jù)發(fā)送到連接的套接字。返回值是要發(fā)送的字節(jié)數(shù)量,該數(shù)量可能小于string的字節(jié)大小。
s.sendall() 完整發(fā)送TCP數(shù)據(jù),完整發(fā)送TCP數(shù)據(jù)。將string中的數(shù)據(jù)發(fā)送到連接的套接字,但在返回之前會(huì)嘗試發(fā)送所有數(shù)據(jù)。成功返回None,失敗則拋出異常。
s.recvform() 接收UDP數(shù)據(jù),與recv()類似,但返回值是(data,address)。其中data是包含接收數(shù)據(jù)的字符串,address是發(fā)送數(shù)據(jù)的套接字地址。
s.sendto() 發(fā)送UDP數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)發(fā)送到套接字,address是形式為(ipaddr,port)的元組,指定遠(yuǎn)程地址。返回值是發(fā)送的字節(jié)數(shù)。
s.close() 關(guān)閉套接字
s.getpeername() 返回連接套接字的遠(yuǎn)程地址。返回值通常是元組(ipaddr,port)。
s.getsockname() 返回套接字自己的地址。通常是一個(gè)元組(ipaddr,port)
s.setsockopt(level,optname,value) 設(shè)置給定套接字選項(xiàng)的值。
s.getsockopt(level,optname[.buflen]) 返回套接字選項(xiàng)的值。
s.settimeout(timeout) 設(shè)置套接字操作的超時(shí)期,timeout是一個(gè)浮點(diǎn)數(shù),單位是秒。值為None表示沒有超時(shí)期。一般,超時(shí)期應(yīng)該在剛創(chuàng)建套接字時(shí)設(shè)置,因?yàn)樗鼈兛赡苡糜谶B接的操作(如connect())
s.gettimeout() 返回當(dāng)前超時(shí)期的值,單位是秒,如果沒有設(shè)置超時(shí)期,則返回None。
s.fileno() 返回套接字的文件描述符。
s.setblocking(flag) 如果flag為0,則將套接字設(shè)為非阻塞模式,否則將套接字設(shè)為阻塞模式(默認(rèn)值)。非阻塞模式下,如果調(diào)用recv()沒有發(fā)現(xiàn)任何數(shù)據(jù),或send()調(diào)用無法立即發(fā)送數(shù)據(jù),那么將引起socket.error異常。
s.makefile() 創(chuàng)建一個(gè)與該套接字相關(guān)連的文件

簡(jiǎn)單實(shí)例

服務(wù)端

我們使用 socket 模塊的 socket 函數(shù)來創(chuàng)建一個(gè) socket 對(duì)象。socket 對(duì)象可以通過調(diào)用其他函數(shù)來設(shè)置一個(gè) socket 服務(wù)。

現(xiàn)在我們可以通過調(diào)用 bind(hostname, port) 函數(shù)來指定服務(wù)的 port(端口)

接著,我們調(diào)用 socket 對(duì)象的 accept 方法。該方法等待客戶端的連接,并返回 connection 對(duì)象,表示已連接到客戶端。

完整代碼如下:

#!/usr/bin/python3
# 文件名:server.py

# 導(dǎo)入 socket、sys 模塊
import socket
import sys

# 創(chuàng)建 socket 對(duì)象
serversocket = socket.socket(
            socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 

# 獲取本地主機(jī)名
host = socket.gethostname()

port = 9999

# 綁定端口
serversocket.bind((host, port))

# 設(shè)置最大連接數(shù),超過后排隊(duì)
serversocket.listen(5)

while True:
    # 建立客戶端連接
    clientsocket,addr = serversocket.accept()      

    print("連接地址: %s" % str(addr))
    
    msg='歡迎訪問W3Cschool教程!'+ "\r\n"
    clientsocket.send(msg.encode('utf-8'))
    clientsocket.close()

客戶端

接下來我們寫一個(gè)簡(jiǎn)單的客戶端實(shí)例連接到以上創(chuàng)建的服務(wù)。端口號(hào)為 12345。

socket.connect(hosname, port ) 方法打開一個(gè) TCP 連接到主機(jī)為 hostname 端口為 port 的服務(wù)商。連接后我們就可以從服務(wù)端后期數(shù)據(jù),記住,操作完成后需要關(guān)閉連接。

完整代碼如下:

#!/usr/bin/python3
# 文件名:client.py

# 導(dǎo)入 socket、sys 模塊
import socket
import sys

# 創(chuàng)建 socket 對(duì)象
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 

# 獲取本地主機(jī)名
host = socket.gethostname() 

# 設(shè)置端口好
port = 9999

# 連接服務(wù),指定主機(jī)和端口
s.connect((host, port))

# 接收小于 1024 字節(jié)的數(shù)據(jù)
msg = s.recv(1024)

s.close()

print (msg.decode('utf-8'))

現(xiàn)在我們打開連個(gè)終端,第一個(gè)終端執(zhí)行 server.py 文件:

$ python3 server.py

第二個(gè)終端執(zhí)行 client.py 文件:

$ python3 client.py 
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這是我們?cè)俅蜷_第一個(gè)終端,就會(huì)看到有以下信息輸出:

連接地址: ('192.168.0.118', 33397)

Python Internet 模塊

以下列出了 Python 網(wǎng)絡(luò)編程的一些重要模塊:

協(xié)議功能用處端口號(hào)Python 模塊
HTTP網(wǎng)頁(yè)訪問80httplib, urllib, xmlrpclib
NNTP閱讀和張貼新聞文章,俗稱為"帖子"119nntplib
FTP文件傳輸20ftplib, urllib
SMTP發(fā)送郵件25smtplib
POP3接收郵件110poplib
IMAP4獲取郵件143imaplib
Telnet命令行23telnetlib
Gopher信息查找70gopherlib, urllib

更多內(nèi)容可以參閱官網(wǎng)的 Python Socket Library and Modules