网络编程

Python3 网络编程

Python 提供了两个级别访问的网络服务。：

低级别的网络服务支持基本的 Socket，它提供了标准的 BSD Sockets API，可以访问底层操作系统Socket接口的全部方法。

高级别的网络服务模块 SocketServer， 它提供了服务器中心类，可以简化网络服务器的开发。

什么是 Socket?

Socket又称"套接字"，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，使主机间或者一台计算机上的进程间可以通讯。

socket()函数

Python 中，我们用 socket（）函数来创建套接字，语法格式如下：

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

参数

family: 套接字家族可以使AF_UNIX或者AF_INET

type: 套接字类型可以根据是面向连接的还是非连接分为

SOCK_STREAM

或

SOCK_DGRAM

protocol: 一般不填默认为0.

Socket 对象(内建)方法

函数	描述
服务器端套接字
s.bind()	绑定地址（host,port）到套接字， 在AF_INET下,以元组（host,port）的形式表示地址。
s.listen()	开始TCP监听。backlog指定在拒绝连接之前，操作系统可以挂起的最大连接数量。该值至少为1，大部分应用程序设为5就可以了。
s.accept()	被动接受TCP客户端连接,(阻塞式)等待连接的到来
客户端套接字
s.connect()	主动初始化TCP服务器连接，。一般address的格式为元组（hostname,port），如果连接出错，返回socket.error错误。
s.connect_ex()	connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常
公共用途的套接字函数
s.recv()	接收TCP数据，数据以字符串形式返回，bufsize指定要接收的最大数据量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。
s.send()	发送TCP数据，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。
s.sendall()	完整发送TCP数据，完整发送TCP数据。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。
s.recvform()	接收UDP数据，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。
s.sendto()	发送UDP数据，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。
s.close()	关闭套接字
s.getpeername()	返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。
s.getsockname()	返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)
s.setsockopt(level,optname,value)	设置给定套接字选项的值。
s.getsockopt(level,optname[.buflen])	返回套接字选项的值。
s.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connect()）
s.gettimeout()	返回当前超时期的值，单位是秒，如果没有设置超时期，则返回None。
s.fileno()	返回套接字的文件描述符。
s.setblocking(flag)	如果flag为0，则将套接字设为非阻塞模式，否则将套接字设为阻塞模式（默认值）。非阻塞模式下，如果调用recv()没有发现任何数据，或send()调用无法立即发送数据，那么将引起socket.error异常。
s.makefile()	创建一个与该套接字相关连的文件

简单实例

服务端

我们使用 socket 模块的 socket 函数来创建一个 socket 对象。socket 对象可以通过调用其他函数来设置一个 socket 服务。

现在我们可以通过调用 bind(hostname, port) 函数来指定服务的 port(端口)。

接着，我们调用 socket 对象的 accept 方法。该方法等待客户端的连接，并返回 connection 对象，表示已连接到客户端。

完整代码如下：

#!/usr/bin/env python
# -*-coding:utf-8 -*-

＃导入socket块
import socket

＃指定服务器ip，端口
ip_port = ('127.0.0.1',9999)

＃邦定端口
s = socket.socket()
s.bind(ip_port)
s.listen(5)    #设置最大连接数，超过后排队

while True:
＃建立客户端连接
conn,addr = s.accept()
#收消息
while True:
try:
recv_data = conn.recv(1024)
if len(recv_data) == 0:break
#发消息
send_data = recv_data.upper()  ＃把收到的数据转化为大写反回
print(send_data)
conn.send(send_data)
except Exception:
break
#断一连接
conn.close()

客户端

接下来我们写一个简单的客户端实例连接到以上创建的服务。端口号为 9999。

socket.connect(hosname, port ) 方法打开一个 TCP 连接到主机为 hostname 端口为 port 的服务商。连接后我们就可以从服务端后期数据，记住，操作完成后需要关闭连接。

完整代码如下：

import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9999)

s = socket.socket()

s.connect(ip_port)

while True:
send_data = input(">>>").strip()
if send_data == 'exit':break   ＃退出机制
if len(send_data) == 0:break ＃防止传递空数据，造成服务器阻塞
s.send(bytes(send_data,encoding='utf-8'))
recv_data = s.recv(1024)
print(str(recv_data))

s.close()

注意，启动时先把服务器的程序先启动，后再启动客户端，断开时先关闭客房端再关闭服务器，要不然有可能造成服务器端口被占用等情况

粘包的解决：

注意，上面的数据只是每次接收1024个字节，比如当发送的数据为1500字节时，就会产生粘包的问题；要解决这个问题只有一个办法，就是让服务器知道自己需要发送多少长度的数据给客户端

server:

import socket
import subprocess #导入执行命令模块
ip_port=('127.0.0.1',9999) #定义元祖
#买手机
s=socket.socket()  #绑定协议，生成套接字
s.bind(ip_port)    #绑定ip+协议+端口：用来唯一标识一个进程，ip_port必须是元组格式
s.listen(5)        #定义最大可以挂起胡链接数
#等待电话
while True:  #用来重复接收新的链接
conn,addr=s.accept()   #接收客户端胡链接请求，返回conn（相当于一个特定胡链接），addr是客户端ip+port
#收消息
while True: #用来基于一个链接重复收发消息
try: #捕捉客户端异常关闭（ctrl+c）
recv_data=conn.recv(1024) #收消息，阻塞
if len(recv_data) == 0:break #客户端如果退出，服务端将收到空消息，退出

#发消息
p=subprocess.Popen(str(recv_data,encoding='utf8'),shell=True,stdout=subprocess.PIPE) #执行系统命令，windows平
# 台命令的标准输出是gbk编码，需要转换
res=p.stdout.read()   #获取标准输出
if len(res) == 0:   #执行错误命令，标准输出为空，
send_data='cmd err'
else:
send_data=str(res,encoding='gbk')  #命令执行ok，字节gbk---->str---->字节utf-8

send_data=bytes(send_data,encoding='utf8')

#解决粘包问题
ready_tag='Ready|%s' %len(send_data)
conn.send(bytes(ready_tag,encoding='utf8')) #发送数据长度
feedback=conn.recv(1024)  #接收确认信息
feedback=str(feedback,encoding='utf8')

if feedback.startswith('Start'):
conn.send(send_data)  #发送命令的执行结果
except Exception:
break
#挂电话
conn.close()

client:

import socket
ip_port=('127.0.0.1',9999)
#买手机
s=socket.socket()
#拨号
s.connect(ip_port)  #链接服务端，如果服务已经存在一个好的连接，那么挂起

while True:        #基于connect建立的连接来循环发送消息
send_data=input(">>: ").strip()
if send_data == 'exit':break
if len(send_data) == 0:continue
s.send(bytes(send_data,encoding='utf8'))

#解决粘包问题
ready_tag=s.recv(1024) #收取带数据长度的字节：Ready|9998
ready_tag=str(ready_tag,encoding='utf8')
if ready_tag.startswith('Ready'):#Ready|9998
msg_size=int(ready_tag.split('|')[-1])  #获取待接收数据长度
start_tag='Start'
s.send(bytes(start_tag,encoding='utf8')) #发送确认信息

#基于已经收到的待接收数据长度，循环接收数据
recv_size=0
recv_msg=b''
while recv_size < msg_size:
recv_data=s.recv(1024)
recv_msg+=recv_data
recv_size+=len(recv_data)
print('MSG SIZE %s RECE SIZE %s' %(msg_size,recv_size))

print(str(recv_msg,encoding='utf8'))
#挂电话
s.close()