Python Socket 程式設計知識點詳細介紹

2022-02-22 13:01:13

Socket又稱為通訊端，它是所有網路通訊的基礎。網路通訊其實就是程序間的通訊，Socket主要是使用IP地址，協定，埠號來標識一個程序。埠號的範圍為0~65535(使用者埠號一般大於1024)，協定有很多種，一般我們經常用到的就是TCP，IP，UDP。下面我們來詳細瞭解下Socket吧。

一、匯入Socket模組

因為要操作通訊端，所以需要用到通訊端模組，系統中自帶的就很不錯，下面我們來匯入：

import socket

二、Socket基本用法

1.建立一個簡單的Socket連線

#建立Tcp/Ip通訊端
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #流式Socket
#建立Udp/Ip通訊端
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) #資料包式Socket
socket.AF_UNIX  #只能夠用於單一的Unix系統程序間通訊
socket.AF_INET6  #只能夠用於IPv6通訊
socket.SOCK_RAW  #原始通訊端，可以處理ICMP、ARP等網路報文，其它的不行
socket.SOCK_SEQPACKET  #可靠的連續封包服務

2.協定對應埠

應用程式 FTP TFTP TELNET SMTP DNS HTTP SSH MYSQL POP3 MONGO
埠 21,20 69 23 25 53 80 22 3306 110 27017
協定 TCP UDP TCP TCP UDP TCP TCP TCP TCP TCP

3.Socket函數

#建立Socket連線，比Connect更高階，可以自動解析不是數位的host地址,相容IPv4和 IPv6
socket.create_connection(address=('localhost',4320),timeout=4,source_address=('localhost',4320))  #前後兩個埠號一定要是一致，不然會報錯


#構建一對已連線的通訊端物件,新建立的通訊端都是不可繼承的
socket.socketpair(family=socket.AF_INET,type=socket.SOCK_STREAM,proto=0)


#從檔案描述符獲取到socket連線物件
socket.fromfd(fd=ab.fileno(),family=socket.AF_INET,type=socket.SOCK_STREAM,proto=0)


#通訊端物件的型別
socket.SocketType


#返回通訊端的5元組列表地址 ，支援IPV4/IPV6解析
socket.getaddrinfo(host='localhost',port=3453,family=socket.AF_INET,type=socket.SOCK_STREAM,proto=socket.IPPROTO_TCP,flags=0)
output:
[(<AddressFamily.AF_INET: 2>, <SocketKind.SOCK_STREAM: 1>, 6, '', ('127.0.0.1', 3453))]


#獲取主機名
socket.gethostname()
socket.getfqdn()
socket.getfqdn(socket.gethostname())


#將主機名轉化為IP地址
socket.gethostbyname('www.baidu.com') #不支援IPV6解析
socket.gethostbyname_ex('www.baidu.com') #返回三元組,(主機名,相同地址的其它可用主機名的列表,IPv4 地址列表)


#網路ip地址
socket.gethostbyname(socket.getfqdn(socket.gethostname()))


#將ip地址轉化為主機名，返回三元組(主機名,相同地址的其它可用主機名的列表,IPv4地址列表),支援IPV4/IPV6
socket.gethostbyaddr('192.168.1.4')


#解析主機名或者IP地址
socket.getnameinfo(('192.168.1.4',5434),0)


#判斷是否支援IPV6
socket.has_ipv6


#返回服務所使用的埠號
socket.getservbyname('https','tcp') #第一個引數為服務協定：Https,Http;第二個為傳輸協定:Tcp Udp


#返回埠所對應的服務
socket.getservbyport(443,'tcp')


#設定主機名(僅限於Unix)
socket.sethostname(name)


#返回網路卡資訊的列表(僅限於Unix)
socket.if_nameindex()


#32位元位元組儲存Ip地址(序列化)
socket.inet_aton('127.0.0.1')


#將32位元位元組轉化為Ip地址(反序列化)
socket.inet_ntoa(b'x7fx00x00x01')

4.通訊端函數

1).伺服器端函數

s.bind((host,port)) #將地址繫結到通訊端,以(host,port)的元祖形式
s.listen(num)  #建立最多num個連線，最好別太大
s.accept()     #等待並接受使用者端的連線，返回新的通訊端物件和(host,port)元祖

2).使用者端函數

s.connect((host,port)) #建立與伺服器的連線,以(host,port)的元祖形式
s.connect_ex((host,port)) #和上面的功能差不多，只是出錯了不拋異常，只是返回出錯碼

3).通用函數

s.recv(size,flag)       #接收最多size個大小的資料，flag可以忽略，返回值為資料是字串形式
s.send(str,flag)        #傳送str資料,返回值是要傳送的位元組數量，可能資料未全部傳送
s.sendall(str,flag)     #傳送全部str資料，成功返回None，失敗則丟擲異常
s.recv(size,flag)       #接受最多size個資料，並以字串形式返回
s.recvfrom(str,flag)    #與recv相同，但是返回值是(接收資料的字串,傳送資料的通訊端地址)的元祖形式
s.sendto(str,flag,address) #連線到當前通訊端的遠端地址。返回值是傳送的位元組數,主要用於UDP
s.getpeername()     #返回連線通訊端的遠端地址。返回值通常是元組（host,port）
s.getsockname()     #返回通訊端自己的地址。通常是一個元組(host,port)
s.setsockopt(level,optname,value) # 設定給定通訊端選項的值。
#假如埠被socket使用過，並且利用socket.close()來關閉連線，但此時埠還沒有釋放，要經過TIME_WAIT的過程之後才能使用；為了實現埠的馬上覆用，可以選擇setsocket()函數來達到目的。
#level：選項定義的層次。支援SOL_SOCKET、IPPROTO_TCP、IPPROTO_IP和IPPROTO_IPV6。
#optname：需設定的選項。SO_REUSEADDR SO_REUSEPORT
#value：設定選項的值。
s.getsockopt(level,optname,buflen) #返回通訊端選項的值。buflen:快取長度
s.settimeout(time)  #設定socket連線超時時間,單位為秒，超時一般在剛建立通訊端時設定
s.gettimeout()      #返回當前超時的時間，單位是秒，如果沒有設定超時，則返回None。
s.close()           #關閉通訊端
s.fileno()          #通訊端的檔案描述符
s.shutdown(how)     # 關閉連線一邊或兩邊
s.setblocking(bool) #是否阻塞（預設True），如果設定False，那麼accept和recv時一旦無資料，則報錯。
s.makefile()        #建立一個與該通訊端相關聯的檔案

5.一個簡單的使用者端與伺服器端互動

Server.py

import socket 
s=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)             # 建立socket物件
s.bind(('127.0.0.1',4323))                                      # 繫結地址
s.listen(5)                                                     # 建立5個監聽
while True:
    conn,addr= s.accept()                                       # 等待使用者端連線
    print('歡迎{}'.format(addr))                              #列印存取的使用者資訊
    while True:
        data=conn.recv(1024) 
        dt=data.decode('utf-8')                                 #接收一個1024位元組的資料 
        print('收到：',dt)
        aa=input('伺服器發出：') 
        if aa=='quit':
            conn.close()                                        #關閉來自使用者端的連線
            s.close()                                           #關閉伺服器端連線
        else:
            conn.send(aa.encode('utf-8'))                       #傳送資料

Client.py

import socket   
import sys
c=socket.socket()                                           # 建立socket物件
c.connect(('127.0.0.1',4323))                                #建立連線
while True:
    ab=input('使用者端發出：')
    if ab=='quit':
        c.close()                                               #關閉使用者端連線
        sys.exit(0)
    else:
        c.send(ab.encode('utf-8'))                               #傳送資料
        data=c.recv(1024)                                        #接收一個1024位元組的資料
        print('收到：',data.decode('utf-8'))                    #輸出接收的資訊