Python | 网络编程

python学习记录--网络编程

1、套接字介绍

一台机器上的不同进程之间进行通信可以利用队列，管道等，但是不同机器之间的进程进行通信用队列是不行的，解决这个问题就是网络套接字。

套接字是计算机网络数据结构，它体现了通信端点的概念。在任何类型的通信开始之前，网络应用程序必须创建套接字。可以将它比作电话插孔，没有它无法进行通信。

套接字最初是为同一主机上的应用程序所创建，使得主机上一个程序（进程）可以和主机上另外一个程序互相通信，也就是所谓的进程间通信。有两种类型的套接字：基于文件和基于网络的。

• 基于文件的套接字，家族名：AF_UNIX(又名：AF_LOCAL)
• 基于网络的套接字，家族名：AF_INET

在python2.5和后续的版本中，支持的套接字有：AF_UNIX，AF_INET，AF_TICP，AF_NETLINK。python中的网络编程主要是AF_INET。

1.1、套接字地址：主机+端口
如果一个套接字像一个电话插孔——允许通信的一些基础设施，那么主机名和端口号就像区号和电话号码的组合。
有效的端口号范围为 0～65535（小于 1024 的端口号预留给了系统）。

1.2、面向连接和无连接的套接字
python中创建面向连接(TCP协议)的套接字必须使用SOCK_STREAM作为套接字类型，而创建无连接(UDP协议)的套接字必须使用SOCK_DGRAM作为套接字类型。

2、python中的网络编程

在python中主要是用socket模块来实现基于套接字的网络通信。
2.1、socket()模块函数
使用socket.socket()函数创建套接字，一般语法格式如下：

import socket
socket(socket_family,socket_type,protocol=0)

#其中，socket_family就是AF_UNIX或者AF_INET等，
#socker_type是SOCK_DGRAM或者SOCK_STREAM，
#protocol通常省略，默认为0

创建一个TCP/IP套接字，可以用下面方式调用socket.socket()。

tcpSocket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SCOK_STREAM)

创建一个UDP/IP套接字，可以用下面方式调用socket.socket()。

udpSock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

如果用"from socket import *"导入模块的话，创建套接字就可以节省很多代码，例如创建一个UDP/IP套接字。

from socket import *
udpSock = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)

有了套接字对象，就可以使用套接字对象方法进行交互。

2.2、套接字方法
常见的套接字方法：

方法名	描述
s.send()	发送TCP消息
s.sendto()	发送UDP消息
s.recv()	接收TCP消息
s.recvfrom()	接收UDP消息
s.close()	关闭套接字
s.bind()	将地址(主机名+端口号对)绑定到套接字上

3、UDP服务器

3.1 UDP协议
UDP协议--是一个简单的面向数据报的运输层协议，它不提供可靠性，它把应用程序传给IP层的数据报发出去，但是并不能保证它们能到达目的地。由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接，且没有超时重发等机制，故而传输速度很快。

UDP是一种面向无连接的协议，每个数据报都是一个独立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在网络上以任何可能的路径传往目的地，因此能否到达目的地，到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。

3.2 UDP特点
UDP是面向无连接的通讯协议，UDP数据包括目的端口号和源端口号信息，由于通讯不需要连接，所以可以实现广播发送。 UDP传输数据时有大小限制，每个被传输的数据报必须限定在64KB之内。 UDP是一个不可靠的协议，发送方所发送的数据报并不一定以相同的次序到达接收方。

【适用情况】

UDP是面向消息的协议，通信时不需要建立连接，数据的传输自然是不可靠的，UDP一般用于多点通信和实时的数据业务，比如

• 语音广播
• 视频
• QQ
• TFTP(简单文件传送）
• SNMP（简单网络管理协议）
• RIP（路由信息协议，如报告股票市场，航空信息）
• DNS(域名解释）

注重速度流畅
UDP操作简单，而且仅需要较少的监护，因此通常用于局域网高可靠性的分散系统中client/server应用程序。例如视频会议系统，并不要求音频视频数据绝对的正确，只要保证连贯性就可以了，这种情况下显然使用UDP会更合理一些。

3.3 创建UDP服务器
创建UDP服务器的大体框架，由于UDP是面向无连接的，所以除了等待传入的连接之外，几乎不需要做其他工作。

from socket import *
#创建服务器套接字
udpSocket = socket.socket(AF_INET,SOCK.DGRAM) 

#绑定服务器套接字
udpSocket.bind(port) 

#服务器无限循环，等待连接
while True: 
    #接受客户端传入/发送数据
    cs = udpSocket.recvfrom()/udpSocket.sendto(xxx)
    #关闭套接字
    udpSocket.close()