socket、tcp/ip协议、udp协议

时间 2019-11-15

原文原文链接

socket一般也称做"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通讯链的句柄，应用程序一般经过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。web

socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，对于文件用【打开】【读写】【关闭】模式来操做。 socket就是该模式的一个实现，socket是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操做（打开、读/写IO、关闭）。django

socket和file的区别：flask

文件是都是在同一台计算机上，两个进程之间传输数据。小程序

socket能够实如今不一样的计算机之间传输数据，也就是网络传输数据。好比说qq、打开一个网页，这些都是socket来实现通讯的。sublime-text

那网络通讯呢又要说到tcp/ip协议和udp协议，socket里面已经封装好了upd和tcp/ip协议，直接使用就能够了。安全

简单说下tcp/ip协议是干吗的，网络刚出来的时候，一片混乱，那要传输数据就得你们都遵照一个规则，你们都按照这个，而后就出现了tcp/ip协议。也许你听过3次握手，4次断开，说的就是tcp/ip链接的一个过程。加入a计算机要和b计算机通讯，过程是这样的服务器

a：在吗，我能够连你吗
b：在，你连吧
a：好的，我要给你发数据了网络

#这就是3次握手，这就创建好通道了，两台计算机就能够进行通行了。多线程

那么4次断开是什么呢框架

a：我要和你断开了
b：好的，你断开吧
b：关闭通道
a：关闭通道

为何关闭2次呢，由于两端要互相传数据，挖了两条路，一条路用来b给a传数据，另一条是a给b传数据，因此是2次关闭，各自关闭各自的通道。这两条路呢，就有个次叫全双工，就是两边均可以互相发送数据，若是只有一端能够发送数据，那就叫单工。

下面这个图，就能够看到创建链接的过程和传输数据的过程，以及断开的过程。

而udp协议就比较简单了，没有那么复杂的断开和链接，不须要3次握手，不须要肯定客户端、服务端是否能收到，tcp/ip是必须创建好链接以后，才能发数据，而udp是无链接的，知道ip和端口号直接就是发，它比tcp/ip快，可是不安全。

upd就像写信同样，有可能在路上就没有了，对方没有收到。而tcp/ip就像打电话同样，必须得接通才能说话。

下面是udp server端的代码：

import socket

'''

使用UDP协议时，不须要创建链接，只须要知道对方的IP地址和端口号，就能够直接发数据包。可是，能不能到达就不知道了。

虽然用UDP传输数据不可靠，但它的优势是和TCP比，速度快，对于不要求可靠到达的数据，就可使用UDP协议。

咱们来看看如何经过UDP协议传输数据。和TCP相似，使用UDP的通讯双方也分为客户端和服务器。服务器首先须要绑定端口

绑定端口和TCP同样，可是不须要调用listen()方法，而是直接接收来自任何客户端的数据

'''

# ipv4 SOCK_DGRAM指定了这个Socket的类型是UDP

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

# 绑定客户端口和地址:

s.bind(('127.0.0.1', 9999))#绑定9999端口号

print('开始聊天了')

while True:

# 接收数据自动阻塞等待客户端请求:

data, addr = s.recvfrom(1024) #接收客户端发过来的数据和ip地址

data = data.decode()

print('客户端的ip信息',addr)

print('发过来的数据 %s'%data)

msg = input('你的回复：') #这个是我们返回的数据

s.sendto(msg.encode(), addr)#把数据发送给客户端

# recvfrom()方法返回数据和客户端的地址与端口，这样，服务器收到数据后，直接调用sendto()就能够把数据用UDP发给客户端。

下面是client端的代码

import socket

'''

客户端使用UDP时，首先仍然建立基于UDP的Socket，而后不须要链接，直接经过sendto()给服务器发数据：

'''

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

data = input('data:')

s.sendto(data.encode(), ('127.0.0.1', 9999))#

# 发送数据:

recv = s.recv(1024) #返回的数据

print(recv.decode())

# 接收数据:

s.close()

先运行server端的代码再运行client的向server端发送数据，server端再返回数据，作一个简单的聊天的小程序，结果以下

下面是tcp/ip协议的代码，server端代码：

import socket

sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #创建一个tcp/ip scoket

sock.bind(('127.0.0.1',9999)) #绑定端口号

sock.listen(128)#监听,同时能连多少个客户端

while True:

print('开始等待下一个客户端过来。。。')

client,addr = sock.accept() #接收到客户端的socket，和地址

print('接收到 client数据',addr)

while True:

data = client.recv(1024)#获取到客户端的数据

data = data.decode()

if not data or data=='bye':

#若是没有发送过来数据就表明客户端close了，或者发过来bye表明链接要断开

print('服务结束',addr)

client.close()#断开链接，为下一个服务

break

else:#若是他还在发送的话

print('发过来的', data)

msg = input('回复：')

client.send(msg.encode()) # 数据

sock.close()

#下面是客户端链接服务端的代码

import socket

s = socket.socket()

s.connect(('127.0.0.1',9999)) #链接服务端

while True:#

data = input('data:')

s.send(data.encode())#发送数据

recv = s.recv(1024).decode()

print(recv)

if data=='close':

break

s.close()

你们可能会想，学这个有啥用呢，其实这些web框架底层就是这么实现的，好比说django、flask这些，会了socket，咱们也能够本身开发一个web框架。固然如今只能一次给一个客户端服务，用了多线程或者多进程就能够为多个客户端来服务了。

服务端运行结果

下面用多线程，每次有客户端连过来就启动一个线程来服务，这样就能够为多个客户端服务了，用threading模块启动一个线程，来一个请求就启动一个线程为他服务，代码以下：

import socket,threading

class SocketServer:

def __init__(self):

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 创建一个tcp/ip scoket

sock.bind(('127.0.0.1', 9999)) # 绑定端口号

sock.listen(128) # 监听

self.sock = sock

def start_server(self):

while True:

print('开始等待个客户端过来')

client,addr = self.sock.accept()

print('客户【%s】过来了',addr)

t = threading.Thread(target=self.client_recv,args=(client,addr))

t.start()

def client_recv(self,client,addr):

while True:

data = client.recv(1024) # 获取到客户端的数据

data = data.decode()

if not data or data == 'bye':

# 若是没有发送过来数据就表明客户端close了，或者发过来bye表明链接要断开

print('服务结束', addr)

client.close() # 断开链接，为下一个服务

break

else: # 若是他还在发送的话

print('发过来的', data)

msg = '统一回复，人不在'

client.send(msg.encode()) # 数据

if __name__ == '__main__':

t = SocketServer()

t.start_server()