初探socket

1、socket

要想理解socket首先得熟悉一下TCP/IP协议族， TCP/IP即传输控制协议/网间协议，定义了主机如何连入因特网及数据如何再它们之间传输的标准，TCP/IP协议参考模型把全部的TCP/IP系列协议归类到四个抽象层中

应用层：TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet 等等

传输层：TCP，UDP

网络层：IP，ICMP，OSPF，EIGRP，IGMP

数据链路层：SLIP，CSLIP，PPP，MTU

每一抽象层创建在低一层提供的服务上，而且为高一层提供服务，看起来大概是这样子的

    

咱们知道两个进程若是须要进行通信最基本的一个前提能可以惟一的标示一个进程，在本地进程通信中咱们可使用PID来惟一标示一个进程，但PID只在本地惟一，网络中的两个进程PID冲突概率很大，这时候咱们须要另辟它径了，咱们知道IP层的ip地址能够惟一标示主机，而TCP层协议和端口号能够惟一标示主机的一个进程，这样咱们能够利用ip地址＋协议＋端口号惟一标示网络中的一个进程。

可以惟一标示网络中的进程后，它们就能够利用socket进行通讯了，socket翻译为套接字，socket是在应用层和传输层之间的一个抽象层，它把TCP/IP层复杂的操做抽象为几个简单的接口供应用层调用已实现进程在网络中通讯。socket是一种"打开—读/写—关闭"模式的实现，服务器和客户端各自维护一个"文件"，在创建链接打开后，能够向本身文件写入内容供对方读取或者读取对方内容，通信结束时关闭文件。

 

socket是传输数据的，传输数据是如何传送？要效率仍是要准确性？因此socket分为两种：面向链接和无链接。

• 面向链接：使用的TCP协议，就是在传输数据以前，先创建可靠的链接，而后数据以字节流的形式传输。从而保证了数据的可靠、不重复、有序性。由于是字节流，因此没有数据边界，能够把一份数据拆分红多份，这样有利于传输的效率。

• 无链接：使用的UDP协议，传输数据以前不须要创建链接，数据以报文的形式传输。

2、python中的socket编程

一、Socket类型

套接字格式：
socket(family, type[,protocal])使用给定的地址族、套接字类型、协议编号（默认为0）来建立套接字。

地址族

地址族	描述
socket.AF_UNIX	只可以用于单一的Unix系统进程间通讯(本地通讯)
socket.AF_INET	服务器之间网络通讯
socket.AF_INET6	使用IPv6地址，进行通讯

套接字类型

套接字类型	描述
socket.SOCK_STREAM	流式socket，用于TCP
socket.SOCK_DGRAM	数据报式socket，用于UDP

实例

实例	描述
建立TCP Socket	s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
建立UDP Socket	s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

二、Socket函数

1. TCP发送数据时，已创建好TCP链接，因此不须要指定地址。UDP是面向无链接的，每次发送要指定是发给谁。
2. 服务端与客户端不能直接发送列表，元组，字典。只能传字符串(repr(data)或str(data))。

服务端socket函数

服务端socket函数	描述
s.bind(address)	将套接字绑定到地址, 在AF_INET下,以元组（host,port）的形式表示地址.
s.listen(backlog)	开始监听TCP传入链接。backlog指定在拒绝链接以前，操做系统能够挂起的最大链接数量。该值至少为1，大部分应用程序设为5就能够了。
s.accept()	接受TCP链接并返回（conn,address）,其中conn是新的套接字对象，能够用来接收和发送数据。address是链接客户端的地址。

客户端socket函数

客户端socket函数	描述
s.connect(address)	链接到address处的套接字。通常address的格式为元组（hostname,port），若是链接出错，返回socket.error错误。
s.connect_ex(adddress)	功能与connect(address)相同，可是成功返回0，失败返回errno的值。

公共socket函数

公共socket函数	描述
s.recv(bufsize[,flag])	接受TCP套接字的数据。数据以字符串形式返回，bufsize指定要接收的最大数据量。flag提供有关消息的其余信息，一般能够忽略。
s.send(string[,flag])	发送TCP数据。将string中的数据发送到链接的套接字。返回值是要发送的字节数量，该数量可能小于string的字节大小。
s.sendall(string[,flag])	完整发送TCP数据。将string中的数据发送到链接的套接字，但在返回以前会尝试发送全部数据。成功返回None，失败则抛出异常。
s.recvfrom(bufsize[.flag])	接受UDP套接字的数据。与recv()相似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收数据的字符串，address是发送数据的套接字地址。
s.sendto(string[,flag],address)	发送UDP数据。将数据发送到套接字，address是形式为（ipaddr，port）的元组，指定远程地址。返回值是发送的字节数。
s.close()	关闭套接字。
s.getpeername()	返回链接套接字的远程地址。返回值一般是元组（ipaddr,port）。
s.getsockname()	返回套接字本身的地址。一般是一个元组(ipaddr,port)
s.setsockopt(level,optname,value)	设置给定套接字选项的值。
s.getsockopt(level,optname[.buflen])	返回套接字选项的值。
s.settimeout(timeout)	设置套接字操做的超时期，timeout是一个浮点数，单位是秒。值为None表示没有超时期。通常，超时期应该在刚建立套接字时设置，由于它们可能用于链接的操做（如connect()）
s.gettimeout()	返回当前超时期的值，单位是秒，若是没有设置超时期，则返回None。
s.fileno()	返回套接字的文件描述符。
s.setblocking(flag)	若是flag为0，则将套接字设为非阻塞模式，不然将套接字设为阻塞模式（默认值）。非阻塞模式下，若是调用recv()没有发现任何数据，或send()调用没法当即发送数据，那么将引发socket.error异常。
s.makefile()	建立一个与该套接字相关连的文件

 

三、TCP Socket

TCP Socket通讯流程图：
        

 

下面就是使用python语言，编写服务器端的例子：

# coding: utf-8
#  服务器端代码
import socket

print '我是服务端！'
HOST = ''                 
PORT = 50007              
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 建立TCP socket对象
s.bind((HOST, PORT))  # 绑定地址
s.listen(1)  # 监听TCP，1表明：操做系统能够挂起(未处理请求时等待状态)的最大链接数量。该值至少为1
conn, addr = s.accept()  # 开始被动接受TCP客户端的链接。
print '链接的地址', repr(addr)
while 1:
    data = conn.recv(1024)  # 接受TCP数据，1024表示缓冲区的大小
    if not data: break
    print '接收到:', repr(data)
    conn.sendall(data)  # 把从客户端接收来的数据完整的，发送给客户端
conn.close()  

如今服务器端的TCP socket已经开始监听：50007端口，等待客户端的链接。接下来就是写客户端的socket，让这两个soket链接起来，产生通讯。

# coding: utf-8
import socket

print '我是客户端！'
HOST = 'localhost'    # 服务器的ip
PORT = 50007              # 须要链接的服务器的端口
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect((HOST, PORT))
print "发送'hello world'"
s.sendall('Hello, world')  # 发送‘Hello，world’给服务器
data = s.recv(1024)
s.close()
print '接收到', repr(data)  # 打印从服务器接收回来的数据

让他们跑起来：

1. python server.py，先运行服务器端的代码
2. 再开一个终端，python client.py，运行客户端的代码
3. 结果以下：
   

四、UDP Socket

UDP是无链接，同时发送的是报文，因此和TCP Socket有一些不同的地方，参照下面socket的方法和属性表，修改上面的代码就能够了。