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  • Python 学习笔记(七)--socket

1.网络七层模型及主要协议

2.TCP的“三次握手”和四次挥手

三次握手

Step1:首先客户端向服务器端发送一段TCP报文;

Step 2:服务器端接收到来自客户端的TCP报文之后,结束LISTEN阶段,并返回一段TCP报文;

Step 3:客户端接收到来自服务器端的确认收到数据的TCP报文之后,明确了从客户端到服务器的数据传输是正常的,结束SYN-SENT阶段,并返回最后一段TCP报文。

此后客户端和服务器端进行正常的数据传输。

四次挥手

 

Step 1:首先客户端想要释放连接,向服务器端发送一段TCP报文;

Step 2:服务器端接收到从客户端发出的TCP报文之后,确认了客户端想要释放连接,随后服务器端结束ESTABLISHED阶段,进入CLOSE-WAIT阶段(半关闭状态)并返回一段TCP报文;

Step 3:服务器端自从发出ACK确认报文之后,经过CLOSED-WAIT阶段,做好了释放服务器端到客户端方向上的连接准备,再次向客户端发出一段TCP报文;

Step 4:客户端收到从服务器端发出的TCP报文,确认了服务器端已做好释放连接的准备,结束FIN-WAIT-2阶段,进入TIME-WAIT阶段,并向服务器端发送一段报文。

服务器端收到从客户端发出的TCP报文之后结束LAST-ACK阶段,进入CLOSED阶段。由此正式确认关闭服务器端到客户端方向上的连接。

3.socket

socket(简称 套接字)是进程间通信的一种方式,它与其它进程间通信的一个主要不同是:socket 可以实现不同机器间的进程通信。

下面是简单的Case,帮助理解。

 客户端

复制代码
from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM

##表示创建一个客户端的socket

client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) ##SOCK_STREAM --表示TCP; SOCK_DGRAM--表示UDP;

##定义一个连接的目标

con_address = ('IP地址',端口号)

##告诉客户端要连接的服务器的地址和端口号

client.connect(con_address)

##发送data

client.send('python学习笔记'.encode('utf-8'))

##关闭
socket.close()
复制代码

 服务端,创建socket服务器

复制代码
from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM
##创建一个socket对象
server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

##绑定端口号
server.bind('',端口号) ##第一个参数为空字符串时,表示本机的IP

##开启监听状态
server.listen(5)  ###参数为整型,表示消息可堆积的数量。

while true:
  socket, addr_info = server.accept() ##阻塞的,表示没有连接的时候,一直等待。返回值为socket 和 addr_info。wait for an incoming connection. Return a new socket representing the connection, and the address of the client. For IP sockets ,the address info is a pair (hostaddr,port).
  
  ##打印下
  print(socket, addr_info)
  
  ##读取接受到的信息
  recv_data = socket.recv(512).decode('utf-8')  ##512是我们定义的bufsize.这个方法返回的是bytes。
  print('{}发送过来的消息是:{}' .format(addr_info[0] , recv_data))

  ##关闭
  socket.close()
复制代码

4.客户端+服务器 交互通信(单信息交叉)

客户端

复制代码
from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM

##表示创建一个客户端的socket

client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) ##SOCK_STREAM --表示TCP; SOCK_DGRAM--表示UDP;

##定义一个连接的目标

con_address = ('IP地址',端口号)

##告诉客户端要连接的服务器的地址和端口号

client.connect(con_address)
while True:
  msg = input('客户端输入:')
  client.send(msg.encode('utf-8'))
  if msg == 'byebye':
    break
  ##接受服务器端的msg
  recv_data = socket.recv(512).decode('utf-8')  ##512是我们定义的bufsize.这个方法返回的是bytes。
  print('服务器端发送过来的消息是:{}' .format(recv_data))
  if recv_data == 'byebye':
    break
##关闭
socket.close()
复制代码

服务端

复制代码
from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM
##创建一个socket对象
server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

##绑定端口号
server.bind('',端口号) ##第一个参数为空字符串时,表示本机的IP

##开启监听状态
server.listen(5)  ###参数为整型,表示消息可堆积的数量。

while True:
  socket, addr_info = server.accept() ##阻塞的,
  while True: ###保证可以对多个客户端,不能因为一个客户端,关闭所有。
    ##读取接受到的信息
    recv_data = socket.recv(512).decode('utf-8')  
    print('客户端发送过来的消息是:{}' .format(recv_data))
    if recv_data == 'byebye':  ##如果客户端说byebye,就退出
      break
    msg = input('服务器端输入:')
    socket.send(msg.encode('utf-8'))
    if msg == 'byebye' : ##如果我们说了byebye,退出
      break  
  ##关闭
  socket.close()
  print(addr_info,'离开了!')
复制代码

5.借助线程,一方可以发送多个消息

即客户端与服务端之间的通信不必要限制为一来一回,一问一答

服务端

复制代码
##服务器端,创建socket服务器

from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM
from threading import Thread
##创建一个socket对象
server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

##绑定端口号
server.bind('',端口号)##第一个参数为空字符串时,表示本机的IP

##开启监听状态
server.listen(5)  ###参数为整型,表示消息可堆积的数量

##任务
def send_msg(socket)
  while True:
    msg = input('输入要发送的消息:')
    socket.send(msg.encode('utf-8'))

def recv_msg(socket)
  while Ture:##可以持续收消息
    data=socket.recv(512).decode('utf-8')
    if len(data)==0:
      break
    print('收到客户端的消息是',data)

while True:
  socket, addr_info = server.accept() ##阻塞的
  t_send = Thread(target=send_msg, args=(socket,))
  t_recv = Thread(target=recv_msg, args=(socket,))
  t_send.start()
  t_recv.start()
复制代码

客户端

复制代码
from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM
from threading import Thread
##表示创建一个客户端的socket

client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) ##SOCK_STREAM --表示TCP; SOCK_DGRAM--表示UDP;

##定义一个连接的目标

con_address = ('IP地址',端口号)

##告诉客户端要连接的服务器的地址和端口号

client.connect(con_address)


##任务
def send_msg(socket)
  while True:
    msg = input('输入要发送的消息:')
    socket.send(msg.encode('utf-8'))

def recv_msg(socket)
  while Ture:##可以持续收消息
    data=socket.recv(512).decode('utf-8')
    if len(data)==0:
      break
    print('收到服务器端的消息是',data)


t_send = Thread(target=send_msg, args=(client,))
t_recv = Thread(target=recv_msg, args=(client,))
t_send.start()
t_recv.start()
复制代码

 6.web客户端访问

不写专门的客户端,借助web进行访问,并且支持多个web同时访问(通过协程实现)。

web Server 的代码(服务端)

复制代码
'''
cilent:浏览器客户端
浏览器发出请求(request),Server端返回响应(response)。
request 包含:request 行(里面有请求方法--get,协议--HTTP/1.1)、请求头【键值对】、请求体(POST请求时的数据)。
response 包含:response 行(里面有协议--HTTP/1.1,状态--例如200 ok)、响应头【键值对】、响应体(数据)。
'''


##服务器端,创建socket服务器
import gevent   ##导入协程的包
import gevent import monkey
##注意此时的socket 一定要来自gevent 的包,进行了继承和封装
##from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM
from gevent import socket
from threading import Thread

monkey.patch_all()  

##创建一个socket对象
server = socket.socket()

##绑定端口号
server.bind('',端口号)---第一个参数为空字符串时,表示本机的IP

##开启监听状态
server.listen(5)  ###参数为整型,表示消息可堆积的数量

##处理客户端的访问
def handle_client(socket)
  recv_data = socket.recv(512).decode('utf-8')
  print(recv_data)

  ##每次访问返回的信息是
  
  msg ='欢迎来此访问!'
  ##格式化response,需要有响应行、响应头
  resp_line = 'HTTP/1.1 200 OK\r\n' ##\r\n格式有换行要求
  resp_header = 'Content-Type:text/html\r\ncharset=utf-8\r\nServer:testServer\r\n' 

  resp=  resp_line + resp_header +'\r\n'+msg  ##拼凑完整的返回体。注意返回体结束结尾需是两个换行,添加一个

  socket.send(resp.encode('utf-8'))
  socket.colse() ##聊天结束

while True:
  socket, addr_info = server.accept()  
  print(addr_info,'请求访问!')
  gevent.spawn(handle_cilent,socket)
复制代码

 7.socket 常用函数和方法的梳理

 

类型 函数或方法 解释

服务端套接字函数

s.bind()
绑定(主机,端口号)到套接字
s.listen()
开始TCP监听
s.accept()
被动接受TCP客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来
客户端套接字函数 s.connect() 主动初始化TCP服务器连接
s.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
公共用途的套接字函数
   
s.recv( 收TCP数据
s.send() 发送TCP数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)
s.sendall()

发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用send直到发完)

s.recvfrom() 接收UDP数据
s.sendto() 发送UDP数据
s.getpeername() 连接到当前套接字的远端的地址
s.getsockname() 当前套接字的地址
s.getsockopt() 返回指定套接字的参数
s.setsockopt() 设置指定套接字的参数
s.close() 关闭套接字
面向锁的套接字方法 s.setblocking() 设置套接字的阻塞与非阻塞模式
s.settimeout() 置阻塞套接字操作的超时时间
s.gettimeout() 获取阻塞套接字操作的超时时间
面向文件的套接字方法 s.fileno() 套接字的文件描述符
s.makefile() 创建一个与该套接字相关的文件

  原文:

https://www.cnblogs.com/xuliuzai/p/15506254.html


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