什么是socket:
socket通常也称作"套接字",用于描述IP地址和端口,是一个通信链的句柄,应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。
socket起源于Unix,而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”,对于文件用【打开】【读写】【关闭】模式来操作。socket就是该模式的一个实现,socket即是一种特殊的文件,一些socket函数就是对其进行的操作(读/写IO、打开、关闭)。
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。
socket和file的区别:
- file模块是针对某个指定文件进行【打开】【读写】【关闭】
- socket模块是针对 服务器端 和 客户端Socket 进行【打开】【读写】【关闭】
套接字(socket)的发展史
套接字起源于 20 世纪 70 年代加利福尼亚大学伯克利分校版本的 Unix,即人们所说的 BSD Unix。 因此,有时人们也把套接字称为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一开始,套接字被设计用在同 一台主机上多个应用程序之间的通讯。这也被称进程间通讯,或 IPC。套接字有两种(或者称为有两个种族),分别是基于文件型的和基于网络型的。
文件类型的套接字家:
套接字家族的名字:AF_UNIX
unix一切皆文件,基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据,两个套接字进程运行在同一机器,可以通过访问同一个文件系统间接完成通信
网络类型的套接字家族:
套接字家族的名字:AF_INET
(还有AF_INET6被用于ipv6,还有一些其他的地址家族,不过,他们要么是只用于某个平台,要么就是已经被废弃,或者是很少被使用,或者是根本没有实现,所有地址家族中,AF_INET是使用最广泛的一个,python支持很多种地址家族,但是由于我们只关心网络编程,所以大部分时候我么只使用AF_INET)
socket方法介绍:
sk.bind(address) s.bind(address) 将套接字绑定到地址。address地址的格式取决于地址族。在AF_INET下,以元组(host,port)的形式表示地址。sk.listen(backlog) 开始监听传入连接。backlog指定在拒绝连接之前,可以挂起的最大连接数量。 backlog等于5,表示内核已经接到了连接请求,但服务器还没有调用accept进行处理的连接个数最大为5 这个值不能无限大,因为要在内核中维护连接队列sk.setblocking(bool) 是否阻塞(默认True),如果设置False,那么accept和recv时一旦无数据,则报错。sk.accept() 接受连接并返回(conn,address),其中conn是新的套接字对象,可以用来接收和发送数据。address是连接客户端的地址。 接收TCP 客户的连接(阻塞式)等待连接的到来sk.connect(address) 连接到address处的套接字。一般,address的格式为元组(hostname,port),如果连接出错,返回socket.error错误。sk.connect_ex(address) 同上,只不过会有返回值,连接成功时返回 0 ,连接失败时候返回编码,例如:10061sk.close() 关闭套接字sk.recv(bufsize[,flag]) 接受套接字的数据。数据以字符串形式返回,bufsize指定最多可以接收的数量。flag提供有关消息的其他信息,通常可以忽略。sk.recvfrom(bufsize[.flag]) 与recv()类似,但返回值是(data,address)。其中data是包含接收数据的字符串,address是发送数据的套接字地址。sk.send(string[,flag]) 将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是要发送的字节数量,该数量可能小于string的字节大小。即:可能未将指定内容全部发送。sk.sendall(string[,flag]) 将string中的数据发送到连接的套接字,但在返回之前会尝试发送所有数据。成功返回None,失败则抛出异常。 内部通过递归调用send,将所有内容发送出去。sk.sendto(string[,flag],address) 将数据发送到套接字,address是形式为(ipaddr,port)的元组,指定远程地址。返回值是发送的字节数。该函数主要用于UDP协议。sk.settimeout(timeout) 设置套接字操作的超时期,timeout是一个浮点数,单位是秒。值为None表示没有超时期。一般,超时期应该在刚创建套接字时设置,因为它们可能用于连接的操作(如 client 连接最多等待5s )sk.getpeername() 返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组(ipaddr,port)。sk.getsockname() 返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)sk.fileno() 套接字的文件描述符
tcp协议和udp协议
TCP(Transmission Control Protocol)可靠的、面向连接的协议(eg:打电话)、传输效率低全双工通信(发送缓存&接收缓存)、面向字节流。使用TCP的应用:Web浏览器;电子邮件、文件传输程序。
UDP(User Datagram Protocol)不可靠的、无连接的服务,传输效率高(发送前时延小),一对一、一对多、多对一、多对多、面向报文,尽最大努力服务,无拥塞控制。使用UDP的应用:域名系统 (DNS);视频流;IP语音(VoIP)。
import socketsk = socket.socket()sk.bind(('127.0.0.1',8898)) #把地址绑定到套接字sk.listen() #监听链接conn,addr = sk.accept() #接受客户端链接ret = conn.recv(1024) #接收客户端信息print(ret) #打印客户端信息conn.send(b'hi') #向客户端发送信息conn.close() #关闭客户端套接字sk.close() #关闭服务器套接字(可选)
import socketsk = socket.socket() # 创建客户套接字sk.connect(('127.0.0.1',8898)) # 尝试连接服务器sk.send(b'hello!')ret = sk.recv(1024) # 对话(发送/接收)print(ret)sk.close() # 关闭客户套接字
问题:有的同学在重启服务端时可能会遇到:
解决方法:
#加入一条socket配置,重用ip和端口import socketfrom socket import SOL_SOCKET,SO_REUSEADDRsk = socket.socket()sk.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它,在bind前加sk.bind(('127.0.0.1',8898)) #把地址绑定到套接字sk.listen() #监听链接conn,addr = sk.accept() #接受客户端链接ret = conn.recv(1024) #接收客户端信息print(ret) #打印客户端信息conn.send(b'hi') #向客户端发送信息conn.close() #关闭客户端套接字sk.close() #关闭服务器套接字(可选)
基于UDP协议的socke
udp是无链接的,启动服务之后可以直接接受消息,不需要提前建立链接。。
简单使用:
server端
import socketudp_sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM) #创建一个服务器的套接字udp_sk.bind(('127.0.0.1',9000)) #绑定服务器套接字msg,addr = udp_sk.recvfrom(1024)print(msg)udp_sk.sendto(b'hi',addr) # 对话(接收与发送)udp_sk.close() # 关闭服务器套接字
client端
import socketip_port=('127.0.0.1',9000)udp_sk=socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)udp_sk.sendto(b'hello',ip_port)back_msg,addr=udp_sk.recvfrom(1024)print(back_msg.decode('utf-8'),addr)
实例:语言电话转接
客户端
#!/usr/bin/env python# -*- coding:utf-8 -*-import socketip_port = ('127.0.0.1',80)sk = socket.socket()sk.bind(ip_port)sk.listen(5)while True: conn,address = sk.accept() conn.sendall('欢迎致电某某客户电话,请输入,0转人工服务.') Flag = True while Flag: data = conn.recv(1024) if data == 'exit': Flag = False elif data == '0': conn.sendall('通过可能会被录音') else: conn.sendall('请重新输入.') conn.close()
客户端
import socketip_port = ('127.0.0.1',80)sk = socket.socket()sk.connect(ip_port)sk.settimeout(5)while True: data = sk.recv(1024) print 'receive:',data inp = raw_input('please input:') sk.sendall(inp) if inp == 'exit': breaksk.close()
黏包现象
import subprocess# 内置模块 和os模块的功能有相似之处# 能执行操作系统的命令的功能ret = subprocess.Popen('dir', # 要执行的命令 shell=True, # 表示要执行的是一条系统命令 stdout=subprocess.PIPE, # 存储执行结果的正常信息 stderr=subprocess.PIPE) # 存储执行结果的错误信息print('stdout : ',ret.stdout.read().decode('gbk'))print('stderr : ',ret.stderr.read().decode('gbk'))
import socketimport subprocesssk = socket.socket()sk.connect(('127.0.0.1',8090))while True: cmd = sk.recv(1024).decode('utf-8') if cmd == 'q': break res = subprocess.Popen(cmd,shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE) sk.send(res.stdout.read()) sk.send(res.stderr.read())sk.close()
import socketimport subprocesssk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)sk.sendto(b'111',('127.0.0.1',8090))while True: cmd = sk.recvfrom(1024)[0].decode('utf-8') if cmd == 'q': break #逻辑处理 res = subprocess.Popen(cmd,shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE) #发消息 sk.sendto(res.stdout.read()*100,('127.0.0.1',8090)) sk.sendto(res.stderr.read(),('127.0.0.1',8090))sk.close()
import socketsk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)sk.bind(('127.0.0.1',8090))msg,addr = sk.recvfrom(1024)while True: #收消息 cmd = input('cmd : ') if cmd == 'q': sk.sendto(cmd.encode('utf-8'),addr) break sk.sendto(cmd.encode('utf-8'),addr) print('stdout : ',sk.recvfrom(2048)[0].decode('gbk')) print('stderr : ',sk.recvfrom(2048)[0].decode('gbk'))sk.close()