python实现TCP/UDP通讯

时间 2019-11-12

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一.说明

对于TCP/udp的说明已经不少了，我在这里只是简单的说明一下python

二.套接字scoket

套接字是一种具备以前所说的“通讯端点”概念的计算网络数据结构。至关

于电话插口，没它没法通讯，这个比喻很是形象。
        套接字起源于20世纪70年代加州伯克利分校版本的Unix，即BSD Unix

。又称为“伯克利套接字”或“BSD套接字”。最初套接字被设计用在同一台

主机上多个应用程序之间的通信，这被称为进程间通信或IPC。
        套接字分两种：基于文件型和基于网络的
        第一个套接字家族为AF_UNIX，表示“地址家族：UNIX”。包括

Python在内的大多数流行平台上都使用术语“地址家族”及其缩写AF。因为两

个进程都运行在同一台机器上，并且这些套接字是基于文件的，因此它们的底

层结构是由文件系统来支持的。能够理解为同一台电脑上，文件系统确实是不

同的进程都能进行访问的。
        第二个套接字家族为AF_INET，表示”地址家族：Internet“。还有

一种地址家族AF_INET6被用于网际协议IPv6寻址。Python 2.5中加入了一种

Linux套接字的支持：AF_NETLINK（无链接）套接字家族，让用户代码与内核

代码之间的IPC可使用标准BSD套接字接口，这种方法更为精巧和安全。
        Python只支持AF_UNIX、AF_NETLINK和AF_INET家族。网络编程关注

AF_INET。
        若是把套接字比做电话的查看——即通讯的最底层结构，那主机与端

口就至关于区号和电话号码的一对组合。一个因特网地址由网络通讯必须的主

机与端口组成。
        并且另外一端必定要有人接听才行，不然会提示”对不起，您拨打的电

话是空号，请查询后再拨“。一样你也可能会遇到如”不能链接该服务器、服

务器没法响应“等。合法的端口范围是0~65535，其中小于1024端口号为系统

保留端口。编程

三.面向链接与无链接

面向链接：通讯以前必定要创建一条链接，这种通讯方式也被成为”虚电路

“或”流套接字“。面向链接的通讯方式提供了顺序的、可靠地、不会重复的

数据传输，并且也不会被加上数据边界。这意味着，每发送一份信息，可能会

被拆分红多份，每份都会很少很多地正确到达目的地，而后从新按顺序拼装起

来，传给正等待的应用程序。
        实现这种链接的主要协议就是传输控制协议TCP。要建立TCP套接字就

得建立时指定套接字类型为SOCK_STREAM。TCP套接字这个类型表示它做为流套

接字的特色。因为这些套接字使用网际协议IP来查找网络中的主机，因此这样

造成的整个系统，通常会由这两个协议（TCP和IP）组合描述，即TCP/IP。
        无链接：无需创建链接就能够通信。但此时，数据到达的顺序、可靠

性及不重复性就没法保障了。数据报会保留数据边界，这就表示数据是整个发

送的，不会像面向链接的协议先拆分红小块。它就至关于邮政服务同样，邮件

和包裹不必定按照发送顺序达到，有的甚至可能根本到达不到。并且网络中的

报文可能会重复发送。
        那么这么多缺点，为何还要使用它呢？因为面向链接套接字要提供

一些保证，须要维护虚电路链接，这都是严重的额外负担。数据报没有这些负

担，全部它会更”便宜“，一般能提供更好的性能，更适合某些场合，如现场

直播要求的实时数据讲究快等。
        实现这种链接的主要协议是用户数据报协议UDP。要建立UDP套接字就

得建立时指定套接字类型为SOCK_DGRAM。这个名字源于datagram（数据报），

这些套接字使用网际协议来查找网络主机，整个系统叫UDP/IP。安全

四.socket()模块函数

　　使用socket模块的socket()函数来建立套接字。语法以下：
            socket(socket_family, socket_type, protocol=0)
        其中socket_family不是AF_VNIX就是AF_INET，socket_type能够是

SOCK_STREAM或者SOCK_DGRAM，protocol通常不填，默认值是0。
        建立一个TCP/IP套接字的语法以下：
             tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET,

socket.SOCK_STREAM)
        一样建立一个UDP/IP套接字的语法以下：
             udpSock = socket.socket(socket.AF_INET,

socket.SOCK_DGRAM)
        因为socket模块中有太多属性，因此使用"from socket import *"语

句，把socket模块里面的全部属性都带到命名空间中，大幅缩短代码。调用如

下：
             tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)服务器

五.套接字对象

下面是最经常使用的套接字对象方法：
服务器端套接字函数网络

socket类型数据结构	描述socket
s.bind()tcp	绑定地址（主机号端口号对）到套接字函数
s.listen()性能	开始TCP监听
s.accept()	被动接受TCP客户端链接，（阻塞式）等待连续的到来

客户端套接字函数

socket类型	描述
s.connect()	主动初始化TCP服务器链接
s.connect_ex()	connect()函数扩展版本，出错时返回出错码而不是跑出异常

公共用途的套接字函数

socket类型	描述
s.recv()	接受TCP数据
s.send()	发送TCP数据
s.sendall()	完整发送TCP数据
s.recvfrom()	接受UDP数据
s.sendto()	发送UDP数据
s.getpeername()	链接到当前套接字的远端地址（TCP链接）
s.getsockname()	获取当前套接字的地址
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

面向模块的套接字函数

socket类型	描述
s.setblocking()	设置套接字的阻塞与非阻塞模式
s.settimeout()	设置阻塞套接字操做的超时时间
s.gettimeout()	获得阻塞套接字操做的超时时间

面向文件的套接字函数

socket类型	描述
s.fileno()	套接字的文件描述符
s.makefile()	建立一个与套接字关联的文件对象

六.代码实现

TCP服务端代码

#! /usr/bin/env python
#coding=utf-8
import socket
bind_ip = ""
bind_port = 9999

server = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

server.bind((bind_ip,bind_port))

server.listen(5)
try:
        while True:
                client,add = server.accept()
                print "[*]你监听的是：%s:%d" % (add[0],add[1])
                while True:
                        data = client.recv(1024)
                        if not data:
                                break
                        print data
                        data = raw_input('> ')
                        client.send(data)
#                       print data
                else:
                        client.close()
except Exception as e:
        print e
server.close()

TCP客户端代码

#! /usr/bin/env python
#coding=utf-8

import socket

target_host = "127.0.0.1"
target_port = 9999

#创建一个socket对象
client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

#连接客户端
client.connect((target_host,target_port))


while True:
        data = raw_input('> ')
        client.send(data)
    
        #发送一些数据
        #client.send("GET /HTTP/1.1\r\nHost:baidu.com\r\n\r\n")
        data = client.recv(4096)
        if not data:
                break
        print data

UDP服务端

# -*- coding: utf-8 -*- 
from socket import *
from time import ctime

HOST = ''                   #主机名
PORT =  21567               #端口号
BUFSIZE = 1024              #缓冲区大小1K
ADDR = (HOST,PORT)

udpSerSock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
udpSerSock.bind(ADDR)       #绑定地址到套接字

while True:                 #无限循环等待链接到来
    try:
        print 'Waiting for message ....'
        data, addr = udpSerSock.recvfrom(BUFSIZE)          #接受UDP
        print 'Get client msg is: ', data
        udpSerSock.sendto('[%s] %s' %(ctime(),data), addr) #发送UDP
        print 'Received from and returned to: ',addr

    except Exception,e:
        print 'Error: ',e
udpSerSock.close()          #关闭服务器

UDP服务端

# -*- coding: utf-8 -*- 
from socket import *

HOST = 'localhost'          #主机名
PORT =  21567               #端口号 与服务器一致
BUFSIZE = 1024              #缓冲区大小1K
ADDR = (HOST,PORT)

udpCliSock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

while True:                 #无限循环等待链接到来
    try:
        data = raw_input('>')
        if not data:
            break
        udpCliSock.sendto(data, ADDR)            #发送数据
        data,ADDR = udpCliSock.recvfrom(BUFSIZE)  #接受数据
        if not data:
            break
        print 'Server : ', data

    except Exception,e:
        print 'Error: ',e
        
udpCliSock.close()          #关闭客户端