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Python的Socket编程教程(转)

Python 大步 745浏览 0评论

转自:http://www.oschina.net/question/12_76126

这是用来快速学习 Python Socket 套接字编程的指南和教程。Python 的 Socket 编程跟 C 语言很像。

Python 官方关于 Socket 的函数请看 http://docs.python.org/library/socket.html

基本上,Socket 是任何一种计算机网络通讯中最基础的内容。例如当你在浏览器地址栏中输入 www.oschina.net 时,你会打开一个套接字,然后连接到 www.oschina.net 并读取响应的页面然后然后显示出来。而其他一些聊天客户端如 gtalk 和 skype 也是类似。任何网络通讯都是通过 Socket 来完成的。

写在开头

本教程假设你已经有一些基本的 Python 编程的知识。

让我们开始 Socket 编程吧。

创建 Socket

首先要做的就是创建一个 Socket,socket 的 socket 函数可以实现,代码如下:

 

函数 socket.socket 创建了一个 Socket,并返回 Socket 的描述符可用于其他 Socket 相关的函数。

上述代码使用了下面两个属性来创建 Socket:

地址簇 : AF_INET (IPv4)
类型: SOCK_STREAM (使用 TCP 传输控制协议)

错误处理

如果 socket 函数失败了,python 将抛出一个名为 socket.error 的异常,这个异常必须予以处理:

 

好了,假设你已经成功创建了 Socket,下一步该做什么呢?接下来我们将使用这个 Socket 来连接到服务器。

注意

与 SOCK_STREAM 相对应的其他类型是 SOCK_DGRAM 用于 UDP 通讯协议,UDP 通讯是非连接 Socket,在这篇文章中我们只讨论 SOCK_STREAM ,或者叫 TCP 。

连接到服务器

连接到服务器需要服务器地址和端口号,这里使用的是 www.oschina.net 和 80 端口。

首先获取远程主机的 IP 地址

连接到远程主机之前,我们需要知道它的 IP 地址,在 Python 中,获取 IP 地址是很简单的:

 

我们已经有 IP 地址了,接下来需要指定要连接的端口。

代码:

 

现在运行程序

 

这段程序创建了一个 Socket 并进行连接,试试使用其他一些不存在的端口(如81)会是怎样?这个逻辑相当于构建了一个端口扫描器。

已经连接上了,接下来就是往服务器上发送数据。

免费提示

使用 SOCK_STREAM/TCP 套接字才有“连接”的概念。连接意味着可靠的数据流通讯机制,可以同时有多个数据流。可以想象成一个数据互不干扰的管道。另外一个重要的提示是:数据包的发送和接收是有顺序的。

其他一些 Socket 如 UDP、ICMP 和 ARP 没有“连接”的概念,它们是无连接通讯,意味着你可从任何人或者给任何人发送和接收数据包。

发送数据

sendall 函数用于简单的发送数据,我们来向 oschina 发送一些数据:

 

上述例子中,首先连接到目标服务器,然后发送字符串数据 "GET / HTTP/1.1\r\n\r\n" ,这是一个 HTTP 协议的命令,用来获取网站首页的内容。

接下来需要读取服务器返回的数据。

接收数据

recv 函数用于从 socket 接收数据:

 

 

hon 的 Socket 编程教程

这是用来快速学习 Python Socket 套接字编程的指南和教程。Python 的 Socket 编程跟 C 语言很像。

Python 官方关于 Socket 的函数请看 http://docs.python.org/library/socket.html

基本上,Socket 是任何一种计算机网络通讯中最基础的内容。例如当你在浏览器地址栏中输入 www.oschina.net 时,你会打开一个套接字,然后连接到 www.oschina.net 并读取响应的页面然后然后显示出来。而其他一些聊天客户端如 gtalk 和 skype 也是类似。任何网络通讯都是通过 Socket 来完成的。

写在开头

本教程假设你已经有一些基本的 Python 编程的知识。

让我们开始 Socket 编程吧。

创建 Socket

首先要做的就是创建一个 Socket,socket 的 socket 函数可以实现,代码如下:

函数 socket.socket 创建了一个 Socket,并返回 Socket 的描述符可用于其他 Socket 相关的函数。

上述代码使用了下面两个属性来创建 Socket:

地址簇 : AF_INET (IPv4)
类型: SOCK_STREAM (使用 TCP 传输控制协议)

错误处理

如果 socket 函数失败了,python 将抛出一个名为 socket.error 的异常,这个异常必须予以处理:

好了,假设你已经成功创建了 Socket,下一步该做什么呢?接下来我们将使用这个 Socket 来连接到服务器。

注意

与 SOCK_STREAM 相对应的其他类型是 SOCK_DGRAM 用于 UDP 通讯协议,UDP 通讯是非连接 Socket,在这篇文章中我们只讨论 SOCK_STREAM ,或者叫 TCP 。

连接到服务器

连接到服务器需要服务器地址和端口号,这里使用的是 www.oschina.net 和 80 端口。

首先获取远程主机的 IP 地址

连接到远程主机之前,我们需要知道它的 IP 地址,在 Python 中,获取 IP 地址是很简单的:

我们已经有 IP 地址了,接下来需要指定要连接的端口。

代码:

现在运行程序

这段程序创建了一个 Socket 并进行连接,试试使用其他一些不存在的端口(如81)会是怎样?这个逻辑相当于构建了一个端口扫描器。

已经连接上了,接下来就是往服务器上发送数据。

免费提示

使用 SOCK_STREAM/TCP 套接字才有“连接”的概念。连接意味着可靠的数据流通讯机制,可以同时有多个数据流。可以想象成一个数据互不干扰的管道。另外一个重要的提示是:数据包的发送和接收是有顺序的。

其他一些 Socket 如 UDP、ICMP 和 ARP 没有“连接”的概念,它们是无连接通讯,意味着你可从任何人或者给任何人发送和接收数据包。

发送数据

sendall 函数用于简单的发送数据,我们来向 oschina 发送一些数据:

上述例子中,首先连接到目标服务器,然后发送字符串数据 "GET / HTTP/1.1\r\n\r\n" ,这是一个 HTTP 协议的命令,用来获取网站首页的内容。

接下来需要读取服务器返回的数据。

接收数据

recv 函数用于从 socket 接收数据:

下面是上述程序执行的结果:

oschina.net 回应了我们所请求的 URL 的内容,很简单。数据接收完了,可以关闭 Socket 了。

关闭 socket

close 函数用于关闭 Socket:

 

这就是了。

让我们回顾一下

上述的示例中我们学到了如何:

1. 创建 Socket
2. 连接到远程服务器
3. 发送数据
4. 接收回应

当你用浏览器打开 www.oschina.net 时,其过程也是一样。包含两种类型,分别是客户端和服务器,客户端连接到服务器并读取数据,服务器使用 Socket 接收进入的连接并提供数据。因此在这里 www.oschina.net 是服务器端,而你的浏览器是客户端。

接下来我们开始在服务器端做点编码。

服务器端编程

服务器端编程主要包括下面几步:

1. 打开 socket
2. 绑定到一个地址和端口
3. 侦听进来的连接
4. 接受连接
5. 读写数据

我们已经学习过如何打开 Socket 了,下面是绑定到指定的地址和端口上。

绑定 Socket

bind 函数用于将 Socket 绑定到一个特定的地址和端口,它需要一个类似 connect 函数所需的 sockaddr_in 结构体。

示例代码:

 

绑定完成后,就需要让 Socket 开始侦听连接。很显然,你不能将两个不同的 Socket 绑定到同一个端口之上。

连接侦听

绑定 Socket 之后就可以开始侦听连接,我们需要将 Socket 变成侦听模式。socket 的 listen 函数用于实现侦听模式:

 

listen 函数所需的参数成为 backlog,用来控制程序忙时可保持等待状态的连接数。这里我们传递的是 10,意味着如果已经有 10 个连接在等待处理,那么第 11 个连接将会被拒绝。当检查了 socket_accept 后这个会更加清晰。

接受连接

示例代码:

 

输出

运行该程序将会显示:

 

现在这个程序开始等待连接进入,端口是 8888,请不要关闭这个程序,我们来通过 telnet 程序来进行测试。

打开命令行窗口并输入:

而服务器端窗口显示的是:

 

我们可看到客户端已经成功连接到服务器。

上面例子我们接收到连接并立即关闭,这样的程序没什么实际的价值,连接建立后一般会有大量的事情需要处理,因此让我们来给客户端做出点回应吧。

sendall 函数可通过 Socket 给客户端发送数据:

继续运行上述代码,然后打开另外一个命令行窗口输入下面命令:

 

可看到客户端接收到来自服务器端的回应内容。

上面的例子还是一样,服务器端回应后就立即退出了。而一些真正的服务器像 www.oschina.net 是一直在运行的,时刻接受连接请求。

也就是说服务器端应该一直处于运行状态,否则就不能成为“服务”,因此我们要让服务器端一直运行,最简单的方法就是把 accept 方法放在一个循环内。

一直在运行的服务器

对上述代码稍作改动:

 

很简单只是加多一个 while 1 语句而已。

继续运行服务器,然后打开另外三个命令行窗口。每个窗口都使用 telnet 命令连接到服务器:

服务器所在的终端窗口显示的是:

 

你看服务器再也不退出了,好吧,用 Ctrl+C 关闭服务器,所有的 telnet 终端将会显示 "Connection closed by foreign host."

已经很不错了,但是这样的通讯效率太低了,服务器程序使用循环来接受连接并发送回应,这相当于是一次最多处理一个客户端的请求,而我们要求服务器可同时处理多个请求。

处理多个连接

为了处理多个连接,我们需要一个独立的处理代码在主服务器接收到连接时运行。一种方法是使用线程,服务器接收到连接然后创建一个线程来处理连接收发数据,然后主服务器程序返回去接收新的连接。

下面是我们使用线程来处理连接请求:

运行上述服务端程序,然后像之前一样打开三个终端窗口并执行 telent 命令:

服务器端所在终端窗口输出信息如下:

 

线程接管了连接并返回相应数据给客户端。

这便是我们所要介绍的服务器端编程。

结论

到这里为止,你已经学习了 Python 的 Socket 基本编程,你可自己动手编写一些例子来强化这些知识。

你可能会遇见一些问题:Bind failed. Error Code : 98 Message Address already in use,碰见这种问题只需要简单更改服务器端口即可。

英文原文OSCHINA 原创翻译

 

 

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