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python通信原理 Python基础之Socket通信原理

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想了解Python基础之Socket通信原理的相关内容吗,看,未来在本文为您仔细讲解python通信原理的相关知识和一些Code实例,欢迎阅读和指正,我们先划重点:python通信原理,python,socket通信,python,socket,下面大家一起来学习吧。

在这里插入图片描述

上图是socket网络编程的流程图

至于数据在网络中是怎么走的,咱先不说,那个太底层了,咱今天见就说如何将数据从咱的屏幕上放到网络流中去。

这可不是键盘敲敲,回车一按的事情,在这背后,那也是百转千回。

打开一个网络接口:套接字

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。

Python 中,我们用 socket()函数来创建套接字,语法格式如下:

import socket	# 居然是个内置模块
socket.socket([family[, type[, proto]]])

参数释义:

family: 套接字家族可以使 AF_UNIX(本地协议) 或者 AF_INET(产生IPV4)。
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(这个协议是按照顺序的、可靠的、数据完整的基于字节流的连接。这是一个使用最多的socket类型,是用TCP协议来传输的。) 
	  或 SOCK_DGRAM(这个协议是无连接的,固定长度的连接调用。该协议是不可靠的,使用UDP来进行它的连接。)。
protocol: 一般不填默认为 0。

返回值:返回一个通信套接字,为本机向网络通信的接口。

绑定IP与端口:bind

bind() 用来关联 socket 到指定的网络接口(IP 地址)和端口号:

bind(hostname,port)

参数释义:

hostname:主机IP
port:进行网络通信的端口

127.0.0.1 是标准的 IPv4 回环地址,只有主机上的进程可以连接到服务器,如果你传了空字符串,服务器将接受本机所有可用的 IPv4 地址。

端口号应该是 1-65535 之间的整数(0是保留的),这个整数就是用来接受客户端链接的 TCP 端口号,如果端口号小于 1024,有的操作系统会要求管理员权限。

监听网络来信:监听套接字

listen(backlog)	#开始 TCP 监听。

参数释义:

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,做并发的话可以设大一些,比方说20。

函数listen用来初始化服务器可连接队列。
服务器处理客户端连接时是顺序处理的,同一时间只能处理一个客户端连接。
当多个客户端的连接请求同时到来的时候,服务器将不能处理的客户端连接请求放入到等待队列中,这个队列的长度由listen()函数来指定。
(这里面包括了还没握手的、一次握手的、两次握手的,只要还没握完,通通进去待着)

大多数系统的设置为20,其实真的没必要太多,真的。
根据系统的可承受负载和程序的需求来确定。
系统有一个最大侦听队列数,一般是128(somaxconn),可以调优。

接收网络来访者:允许连接

accept() #被动接受TCP客户端连接,(阻塞式)等待连接的到来

accept() 方法阻塞并等待传入连接。当一个客户端连接时,它将返回一个新的 socket 对象,对象中有表示当前连接的 conn 和一个由主机、端口号组成的 IPv4/v6 连接的元组。

我们将用这个 socket 对象和客户端进行通信。

客户端方面:申请连接

connect((HOST, PORT))

参数不用我再释义了吧。返回一个通信套接字。

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。

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。

关闭通信套接字:close()

用于关闭对某一个套接字的函数。

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.recvfrom() 	# 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。

这里面函数要拿出来单讲都能写一篇。

服务端/客户端

我先打个样儿,后来人可以直接拿去修改了自己用:

服务端

import socket

# create a socket object
serversocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 

# get local machine name
host = socket.gethostname()                           

port = 8088

# bind to the port
serversocket.bind((host, port))                                  
print("Server start at port: 8088")
# queue up to 5 requests
serversocket.listen(5)                                           

while True:
    # establish a connection
    clientsocket,addr = serversocket.accept()      

    print("Got a connection from %s" % str(addr))

    msg='Thank you for connecting'+ "\r\n"
    clientsocket.send(msg.encode('utf-8'))
    clientsocket.close()

客户端

import socket

# create a socket object
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# get local machine name
host = socket.gethostname()

port = 8088

# connection to hostname on the port.
s.connect((host, port))

# Receive no more than 1024 bytes
msg = s.recv(1024)

s.close()

print (msg.decode('ascii'))

结果输出

Server start at port: 8088
Got a connection from ('172.28.47.243', 9599)
Thank you for connecting

本文是处理单连接的,这是一种场景,不过更过的场景是处理多连接,大并发的。

后面会出啦,我先去调查一下Python是否支持epoll。

因为这篇主要是为我六月份的那个项目服务的,所以连接足够用啦。

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