一、Linux Socket

1.Linux Socke基本上就是BSD Socket（伯克利套接字）

伯克利套接字的應(yīng)用編程接口（API）是采用C語言的進(jìn)程間通信的庫，經(jīng)常用在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)間的通信。BSD Socket的應(yīng)用編程接口已經(jīng)是網(wǎng)絡(luò)套接字的抽象標(biāo)準(zhǔn)。大多數(shù)其他程序語言使用一種相似的編程接口。由于伯克利套接字是第一個socket，大多數(shù)程序員很熟悉它們，所以大量系統(tǒng)把伯克利套接字作為其主要的網(wǎng)絡(luò)API。

主要的頭文件如下，不同的系統(tǒng)可能具體不同。

BSD socket 核心函數(shù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

AF_INET 和AF_INET6 地址家族和他們對應(yīng)的協(xié)議家族PF_INET 和PF_INET6。在互聯(lián)網(wǎng)編程中廣泛使用，包括IP地址以及TCP和UDP端口號。

PF_UNIX/PF_LOCAL 地址家族。用于運(yùn)行在一臺計算機(jī)上的程序間的本地通信，不用在網(wǎng)絡(luò)中。

和IP地址相關(guān)的一些函數(shù)。

把協(xié)議名和主機(jī)名轉(zhuǎn)化成數(shù)字的一些函數(shù)。

2.API函數(shù)

這些是伯克利套接字提供的庫函數(shù)：

（1）socket() 創(chuàng)造某種類型的套接字，分配一些系統(tǒng)資源，用返回的整數(shù)識別。

（2）bind() 一般是用在服務(wù)器這邊，和一個套接字地址結(jié)構(gòu)相連，比如說是一個特定的本地端口號和一個IP地址。

（3）listen()用在服務(wù)器一邊，導(dǎo)致一個綁定的TCP套接字進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)。

（4）connect() 用在客戶機(jī)這邊，給套接字分配一個空閑的端口號。比如說一個TCP套接字，它會試圖建立一個新的TCP連接。

（5）accept() 用在服務(wù)器這邊。從客戶機(jī)那接受請求試圖創(chuàng)造一個新的TCP連接，并把一個套接字和這個連接相聯(lián)系起來。

（6）send() and recv()， or write() and read()，or sendto() and recvfrom()用來接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。

（7）close() 關(guān)閉連接，系統(tǒng)釋放資源。

（8）gethostbyname() and gethostbyaddr()用來解析主機(jī)名和地址。

（9）select() 、poll() 處理多個連續(xù)的讀、寫?zhàn)I錯誤狀態(tài)。

（11）getsockopt() 得到對應(yīng)socket的選項(xiàng)值。

（12）setsockopt() 設(shè)置對應(yīng)socket的選項(xiàng)值。

二、Python實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信

網(wǎng)絡(luò)上的兩個程序通過一個雙向的通信連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換，這個連接的一端稱為一個socket。python中socket模塊為操作系統(tǒng)的socket實(shí)現(xiàn)提供了一個python接口。

1.socket的相關(guān)函數(shù)：

（1）socket()：用于創(chuàng)建與指定的服務(wù)提供者綁定socket。

函數(shù)原型為：socket=socket.socket(familly,type)

參數(shù)說明：

familly：指定協(xié)議的地址家族，可為AF_INET或AF_UNIX。AF_INET家族包括Internet地址，AF_UNIX家族用于同一臺機(jī)器上的進(jìn)程間通信。

type：指定套接字的類型。

（2）bind()：bind()函數(shù)可以將本地地址與一個socket綁定在一起.

函數(shù)原型為：socket.bind( address )

參數(shù)address是一個雙元素元組，格式是(host,port)。host代表主機(jī)，port代表端口號。

（3）listen()：listen()函數(shù)可以將socket設(shè)置為監(jiān)聽接入連接的狀態(tài)。

函數(shù)原型為：listen(backlog)

參數(shù)backlog指定等待連接隊(duì)列的最大長度。

（4）connect()：connect()函數(shù)用于連接到address處的socket。

函數(shù)原型為：socket.connect(address)

參數(shù)address是一個雙元素元組，格式是(host,port)。host代表主機(jī)，port代表端口號

（5）accept()：在服務(wù)器端調(diào)用listen()函數(shù)監(jiān)聽接入連接后，可以調(diào)用accept()函數(shù)來等待接受連接請求。

函數(shù)原型為：(connection,address)=socket.accept()

用accept()方法后，socket會進(jìn)入waiting狀態(tài)。客戶請求連接時，accept()方法會建立連接并返回服務(wù)器。accept()方法返回一個含有兩個元素的元組(connection,address)。第一個元素connection是新的socket對象，服務(wù)器必須通過它與客戶通信；第二個元素address是客戶的Internet地址。

（6）recv()：調(diào)用recv()函數(shù)可以從已連接的socket中接收數(shù)據(jù)。

函數(shù)原型為：buf = sock.recv(size)

參數(shù)sock是接收數(shù)據(jù)的socket對象，參數(shù)size指定接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)的大小。recv()的函數(shù)的返回接收的數(shù)據(jù)。

（7）send()：調(diào)用send()函數(shù)可以在已連接的socket上發(fā)送數(shù)據(jù)。

函數(shù)原型為：sock.recv(buf)

參數(shù)sock是在已連接的socket上發(fā)送數(shù)據(jù)。參數(shù)buf是也要已連接的Socket上發(fā)送數(shù)據(jù)。

（8）close()：close ()函數(shù)用于關(guān)閉一個socket，釋放其所占用的所有資源。

函數(shù)原型為：sock.closesocket();

參數(shù)s表示要關(guān)閉的socket。

可以在Linux系統(tǒng)下查看socket模塊：

通過比較可以看出，再socket模塊中并沒有上述的bind()，listen()，accept()等函數(shù)。

這是因?yàn)樗鼈兌际抢^承自_socket模塊。而_socket是在鏈接庫里的，也就是說它不是用python實(shí)現(xiàn)的，而是socket操作的C實(shí)現(xiàn)，這個是非常底層的操作。socket.py是用py代碼把C實(shí)現(xiàn)的模塊的封裝起來之后的模塊，供人使用，在不同系統(tǒng)_socket的位置不一樣。

再查看_socket模塊：

這下可以看到我們在編程中需要用到的那些函數(shù)了。

2.TCP/編程實(shí)現(xiàn)：

socket編程需要兩端,一般來說,需要一個服務(wù)端(Server),一個客戶端(Client)。如圖：

TCP服務(wù)端編程：

服務(wù)端連接步驟：

（1）創(chuàng)建socket對象

（2）使用bind方法,綁定IP地址,Address和端口Port

（3）使用listen開始監(jiān)聽,在上面以綁定的地址上

（4）使用accept開始等待連接進(jìn)來,獲取用于傳送數(shù)據(jù)的socket對象和addr。注意使用accept會發(fā)生阻塞,慣用放在新的線程里面

（5）接收數(shù)據(jù)recv

代碼：

importsocket

sk= socket.socket() #默認(rèn)是AF_INET、SOCK_STREAM

address = ('127.0.0.1', 9000)

sk.bind(address)#將主機(jī)號與端口綁定到套接字

sk.listen(3) #設(shè)置并啟動TCP監(jiān)聽器

print('waitting......')whileTrue:

conn, addr= sk.accept() #被動接受TCP連接，一直等待連接到達(dá)

print('連接到達(dá)',addr)whileTrue:

data= conn.recv(1024) #接收TCP消息，并制定最大長度

if notdata:print('連接已斷開！')

conn.close()break

print(str(data, 'utf8'))

inp= input('>>')

conn.send(bytes(inp,'utf8')) #向客戶端回送信息

TCP客戶端編程：

客戶端連接步驟:

（1）創(chuàng)建Socket對象

（2）連接到遠(yuǎn)端服務(wù)端的IP和port端口, connect方法

（3）傳輸數(shù)據(jù)：send發(fā)送數(shù)據(jù)；recv接收數(shù)據(jù), 會阻塞

（4）關(guān)閉連接,釋放資源

代碼：

importsocket

sk= socket.socket() #默認(rèn)是AF_INET、SOCK_STREAM

address = ('127.0.0.1', 9000)

sk.connect(address)#連接服務(wù)端

whileTrue:

inp= input('>>')if inp == 'exit':breaksk.send(bytes(inp,'utf8')) #向服務(wù)端發(fā)送信息

data = sk.recv(1024)print(str(data, 'utf8'))else:

sk.close()

運(yùn)行結(jié)果：

服務(wù)端：

客戶端：

總結(jié)

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