什么是網(wǎng)絡(luò)？

網(wǎng)絡(luò)就是一種輔助雙方或者多方能夠連接在一起，然后可以進行數(shù)據(jù)傳遞的工具。

就是為了聯(lián)通多方然后進行通信用的，即把數(shù)據(jù)從一方傳遞給另外一方，為了讓在不同的電腦上運行的軟件，之間能夠互相傳遞數(shù)據(jù)，就需要借助網(wǎng)絡(luò)的功能。

網(wǎng)絡(luò)通信

IP地址：用來在網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)記一臺電腦，比如 192.168.1.1 ，在本地局域網(wǎng)上是唯一的。

不同電腦上的進程之間如何通信？

首要解決的問題是如何唯一標(biāo)識一個進程，否則通信無從談起！

在1臺電腦上可以通過進程號 PID 來唯一標(biāo)識一個進程，但是在網(wǎng)絡(luò)中這是行不通的。

其實 TCP/IP 協(xié)議族已經(jīng)幫我們解決了這個問題，網(wǎng)絡(luò)層的 ip地址 可以唯一標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中的主機

而傳輸層的 協(xié)議+端口 可以唯一標(biāo)識主機中的應(yīng)用進程（進程）。

這樣利用 ip地址，協(xié)議，端口 就可以標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)的進程了，網(wǎng)絡(luò)中的進程通信就可以利用這個標(biāo)志與其它進程進行交互。

什么是Socket?

Socket(簡稱 套接字) 是進程間通信的一種方式，它與其他進程間通信的一個主要不同是：

它能實現(xiàn)不同主機間的進程間通信，我們網(wǎng)絡(luò)上各種各樣的服務(wù)大多都是基于 Socket 來完成通信的

例如我們每天瀏覽 網(wǎng)頁、QQ 聊天、收發(fā) email 等等。

socket()函數(shù)

了解了網(wǎng)絡(luò)，那在Python中我們是如何進行網(wǎng)絡(luò)編程呢？其實很簡單，在Python 中，我們用 socket 模塊中socket() 函數(shù) 來創(chuàng)建套接字，語法格式如下：

import?socket socket.socket(family,?type,?proto)

參數(shù)：

• family: 套接字家族可以是 AF_UNIX （同一臺機器進程間通信） 或者 AF_INET （Internet 進程間通信）

• 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_STREAM (流式套接字，主要用于 TCP 協(xié)議) 或SOCK_DGRAM （數(shù)據(jù)報套接字，主要用于 UDP 協(xié)議）

• protocol: 一般不填默認(rèn)為 0

創(chuàng)建 ?Socket（套接字）

套接字使用流程 與 文件的使用流程很類似

• 創(chuàng)建套接字

• 使用套接字收/發(fā)數(shù)據(jù)

• 關(guān)閉套接字

TCP Socket（TCP 套接字）

import?scoket#?創(chuàng)建TCP套接字 s?=?socket.socket(socket.AF_INET,?socket.SOCK_STREAM)#?套接字功能的使用 #?此處省略...s.close()

UDP Socket（UDP套接字）

import?scoket#?創(chuàng)建UDP套接字 s?=?socket.socket(socket.AF_INET,?socket.SOCK_DGRAM)#?套接字功能的使用 #?此處省略...s.close()

Socket套接字對象方法

方法描述

服務(wù)器端套接字
socket.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。
socket.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。
socket.accept()	被動接受TCP客戶端連接,(阻塞式)等待連接的到來
客戶端套接字
socket.connect()	主動初始化TCP服務(wù)器連接。一般address的格式為元組（hostname, port），如果連接出錯，返回socket.error錯誤。
socket.connect_ex()	connect()函數(shù)的擴展版本,出錯時返回出錯碼,而不是拋出異常
公共用途的套接字函數(shù)
socket.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。
socket.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。
socket.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，但在返回之前會嘗試發(fā)送所有數(shù)據(jù)。成功返回None，失敗則拋出異常。
socket.recvfrom()	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。
socket.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)。
socket.close()	關(guān)閉套接字
socket.getpeername()	返回連接套接字的遠(yuǎn)程地址。返回值通常是元組（ipaddr,port）。
socket.getsockname()	返回套接字自己的地址。通常是一個元組(ipaddr,port)
socket.setsockopt(level,optname,value)	設(shè)置給定套接字選項的值。
socket.getsockopt(level,optname[.buflen])	返回套接字選項的值。
socket.settimeout(timeout)	設(shè)置套接字操作的超時期，timeout是一個浮點數(shù)，單位是秒。值為None表示沒有超時期。一般，超時期應(yīng)該在剛創(chuàng)建套接字時設(shè)置，因為它們可能用于連接的操作（如connect()）
socket.gettimeout()	返回當(dāng)前超時期的值，單位是秒，如果沒有設(shè)置超時期，則返回None。
socket.fileno()	返回套接字的文件描述符。
socket.setblocking(flag)	如果 flag 為 False，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。
socket.makefile()	創(chuàng)建一個與該套接字相關(guān)連的文件

套接字對象方法，除了 makefile()，其他都與套接字專用的 Unix 系統(tǒng)調(diào)用相對應(yīng)。

更多詳情可去 Python官方文檔 https://docs.python.org/zh-cn/3/library/socket.html?highlight=socket#socket-objects 查閱。

Socket 小案例

UDP聊天器

import?socketdef?send_msg(udp_socket):"""獲取鍵盤數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送給對方"""#?1.?從鍵盤輸入數(shù)據(jù)msg?=?input("\n請輸入要發(fā)送的數(shù)據(jù):")#?2.?輸入對方的ip地址dest_ip?=?input("\n請輸入對方的ip地址:")#?3.?輸入對方的portdest_port?=?int(input("\n請輸入對方的port:"))#?4.?發(fā)送數(shù)據(jù)udp_socket.sendto(msg.encode("utf-8"),?(dest_ip,?dest_port))def?recv_msg(udp_socket):"""接收數(shù)據(jù)并顯示"""#?1.?接收數(shù)據(jù)recv_msg?=?udp_socket.recvfrom(1024)#?2.?解碼recv_ip?=?recv_msg[1]recv_msg?=?recv_msg[0].decode("utf-8")#?3.?顯示接收到的數(shù)據(jù)print(">>>%s:%s"?%?(str(recv_ip),?recv_msg))def?main():#?1.?創(chuàng)建套接字udp_socket?=?socket.socket(socket.AF_INET,?socket.SOCK_DGRAM)#?2.?綁定本地信息udp_socket.bind(("localhost",?7890))while?True:#?3.?選擇功能print("="*30)print("1:發(fā)送消息")print("2:接收消息")print("="*30)op_num?=?input("請輸入要操作的功能序號:")#?4.?根據(jù)選擇調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)if?op_num?==?"1":send_msg(udp_socket)elif?op_num?==?"2":recv_msg(udp_socket)else:print("輸入有誤，請重新輸入...")if?__name__?==?"__main__":main()

運行結(jié)果如下：

============================== 1:發(fā)送消息 2:接收消息 ============================== 請輸入要操作的功能序號:1請輸入要發(fā)送的數(shù)據(jù):123請輸入對方的ip地址:10.73.30.48請輸入對方的port:7890 ============================== 1:發(fā)送消息 2:接收消息 ============================== 請輸入要操作的功能序號:2 >>>('10.73.30.48',?7890):123 ============================== 1:發(fā)送消息 2:接收消息 ==============================

文件下載器

服務(wù)端 代碼如下:

import?sys from?socket?import?*def?get_file_content(file_name):"""獲取文件的內(nèi)容"""try:with?open(file_name,?"rb")?as?f:content?=?f.read()return?contentexcept:print("沒有下載的文件:%s"?%?file_name)def?main():if?len(sys.argv)?!=?2:print("請按照如下方式運行：python3 xxx.py 7890")returnelse:#?運行方式為python3?xxx.py?7890port?=?int(sys.argv[1])#?創(chuàng)建sockettcp_server_socket?=?socket(AF_INET,?SOCK_STREAM)#?綁定本地信息?''空制字符串代表lockhost本地主機address?=?('',?port)tcp_server_socket.bind(address)#?將主動套接字變?yōu)楸粍犹捉幼謙cp_server_socket.listen(128)while?True:#?等待客戶端的鏈接，即為這個客戶端發(fā)送文件client_socket,?clientAddr?=?tcp_server_socket.accept()#?接收對方發(fā)送過來的數(shù)據(jù)recv_data?=?client_socket.recv(1024)??#?接收1024個字節(jié)file_name?=?recv_data.decode("utf-8")print("對方請求下載的文件名為:%s"?%?file_name)file_content?=?get_file_content(file_name)#?發(fā)送文件的數(shù)據(jù)給客戶端#?因為獲取打開文件時是以rb方式打開，所以file_content中的數(shù)據(jù)已經(jīng)是二進制的格式，#?因此不需要encode編碼if?file_content:client_socket.send(file_content)#?關(guān)閉這個套接字client_socket.close()#?關(guān)閉監(jiān)聽套接字tcp_server_socket.close()if?__name__?==?"__main__":main()

客戶端 代碼如下:

from?socket?import?*def?main():#?創(chuàng)建sockettcp_client_socket?=?socket(AF_INET,?SOCK_STREAM)#?目的信息server_ip?=?input("請輸入服務(wù)器ip:")server_port?=?int(input("請輸入服務(wù)器port:"))#?鏈接服務(wù)器tcp_client_socket.connect((server_ip,?server_port))#?輸入需要下載的文件名file_name?=?input("請輸入要下載的文件名：")#?發(fā)送文件下載請求tcp_client_socket.send(file_name.encode("utf-8"))#?接收對方發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，最大接收1024個字節(jié)（1K）recv_data?=?tcp_client_socket.recv(1024)#?print('接收到的數(shù)據(jù)為:',?recv_data.decode('utf-8'))#?如果接收到數(shù)據(jù)再創(chuàng)建文件，否則不創(chuàng)建if?recv_data:with?open("[接收]"+file_name,?"wb")?as?f:f.write(recv_data)#?關(guān)閉套接字tcp_client_socket.close()if?__name__?==?"__main__":main()

• python 文件下載器服務(wù)端.py 7890 開啟服務(wù)端

• python 文件下載器客戶端.py 開啟客戶端

運行圖如下：

文件下載器

Python Internet 模塊

以下列出了 Python 網(wǎng)絡(luò)編程的一些協(xié)議的重要模塊：

協(xié)議功能用處端口號Python 模塊

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

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總結(jié)

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