一、socket的定義

　　Socket是應(yīng)用層與TCP/IP協(xié)議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口。在設(shè)計(jì)模式中，Socket其實(shí)就是一個(gè)門面模式，它把復(fù)雜的TCP/IP協(xié)議族隱藏在Socket接口后面，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，一組簡(jiǎn)單的接口就是全部，讓Socket去組織數(shù)據(jù)，以符合指定的協(xié)議。所以，我們無(wú)需深入理解tcp/udp協(xié)議，socket已經(jīng)為我們封裝好了，我們只需要遵循socket的規(guī)定去編程，寫出的程序自然就是遵循tcp/udp標(biāo)準(zhǔn)的。

補(bǔ)充：也有人將socket說(shuō)成ip+port，ip是用來(lái)標(biāo)識(shí)互聯(lián)網(wǎng)中的一臺(tái)主機(jī)的位置，而port是用來(lái)標(biāo)識(shí)這臺(tái)機(jī)器上的一個(gè)應(yīng)用程序，ip地址是配置到網(wǎng)卡上的，而port是應(yīng)用程序開啟的，ip與port的綁定就標(biāo)識(shí)了互聯(lián)網(wǎng)中獨(dú)一無(wú)二的一個(gè)應(yīng)用程序，而程序的pid是同一臺(tái)機(jī)器上不同進(jìn)程或者線程的標(biāo)識(shí)

二、套接字發(fā)展史及分類

　　套接字起源于 20 世紀(jì) 70 年代加利福尼亞大學(xué)伯克利分校版本的 Unix,即人們所說(shuō)的 BSD Unix。 因此,有時(shí)人們也把套接字稱為“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一開始,套接字被設(shè)計(jì)用在同 一臺(tái)主機(jī)上多個(gè)應(yīng)用程序之間的通訊。這也被稱進(jìn)程間通訊,或 IPC。套接字有兩種（或者稱為有兩個(gè)種族）,分別是基于文件型的和基于網(wǎng)絡(luò)型的。 

• 基于文件類型的套接字家族

套接字家族的名字：AF_UNIX

unix一切皆文件，基于文件的套接字調(diào)用的就是底層的文件系統(tǒng)來(lái)取數(shù)據(jù)，兩個(gè)套接字進(jìn)程運(yùn)行在同一機(jī)器，可以通過(guò)訪問(wèn)同一個(gè)文件系統(tǒng)間接完成通信

• 基于網(wǎng)絡(luò)類型的套接字家族

套接字家族的名字：AF_INET

(還有AF_INET6被用于ipv6，還有一些其他的地址家族，不過(guò)，他們要么是只用于某個(gè)平臺(tái)，要么就是已經(jīng)被廢棄，或者是很少被使用，或者是根本沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，所有地址家族中，AF_INET是使用最廣泛的一個(gè)，python支持很多種地址家族，但是由于我們只關(guān)心網(wǎng)絡(luò)編程，所以大部分時(shí)候我么只使用AF_INET)

三、套接字的工作流程

  　　一個(gè)生活中的場(chǎng)景。你要打電話給一個(gè)朋友，先撥號(hào)，朋友聽到電話鈴聲后提起電話，這時(shí)你和你的朋友就建立起了連接，就可以講話了。等交流結(jié)束，掛斷電話結(jié)束此次交談。

生活中的場(chǎng)景就解釋了套接字的工作原理

先從服務(wù)器端說(shuō)起。服務(wù)器端先初始化Socket，然后與端口綁定(bind)，對(duì)端口進(jìn)行監(jiān)聽(listen)，調(diào)用accept阻塞，等待客戶端連接。在這時(shí)如果有個(gè)客戶端初始化一個(gè)Socket，然后連接服務(wù)器(connect)，如果連接成功，這時(shí)客戶端與服務(wù)器端的連接就建立了。客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，服務(wù)器端接收請(qǐng)求并處理請(qǐng)求，然后把回應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端，客戶端讀取數(shù)據(jù)，最后關(guān)閉連接，一次交互結(jié)束。

四、socket函數(shù)使用

• socket函數(shù)用法

import socket socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0) #socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默認(rèn)值為 0。 #獲取tcp/ip套接字 tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) #獲取udp/ip套接字 udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) #由于 socket 模塊中有太多的屬性。我們?cè)谶@里破例使用了'from module import *'語(yǔ)句。使用 'from socket import *',我們就把 socket 模塊里的所有屬性都帶到我們的命名空間里了,這樣能 大幅減短我們的代碼。 #例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

• 服務(wù)端套接字函數(shù)

s.bind()    #綁定(主機(jī),端口號(hào))到套接字 s.listen()  #開始TCP監(jiān)聽 s.accept()  #被動(dòng)接受TCP客戶的連接,(阻塞式)等待連接的到來(lái)

• 客戶端套接字函數(shù)

s.connect()     #主動(dòng)初始化TCP服務(wù)器連接 s.connect_ex()  #connect()函數(shù)的擴(kuò)展版本,出錯(cuò)時(shí)返回出錯(cuò)碼,而不是拋出異常

• 公共用途的套接字函數(shù)

s.recv()            #接收TCP數(shù)據(jù) s.send()            #發(fā)送TCP數(shù)據(jù)(send在待發(fā)送數(shù)據(jù)量大于己端緩存區(qū)剩余空間時(shí),數(shù)據(jù)丟失,不會(huì)發(fā)完) s.sendall()         #發(fā)送完整的TCP數(shù)據(jù)(本質(zhì)就是循環(huán)調(diào)用send,sendall在待發(fā)送數(shù)據(jù)量大于己端緩存區(qū)剩余空間時(shí),數(shù)據(jù)不丟失,循環(huán)調(diào)用send直到發(fā)完) s.recvfrom()        #接收UDP數(shù)據(jù) s.sendto()          #發(fā)送UDP數(shù)據(jù) s.getpeername()     #連接到當(dāng)前套接字的遠(yuǎn)端的地址 s.getsockname()     #當(dāng)前套接字的地址 s.getsockopt()      #返回指定套接字的參數(shù) s.setsockopt()      #設(shè)置指定套接字的參數(shù) s.close()           #關(guān)閉套接字

• 面向鎖的套接字方法

s.setblocking()     #設(shè)置套接字的阻塞與非阻塞模式 s.settimeout()      #設(shè)置阻塞套接字操作的超時(shí)時(shí)間 s.gettimeout()      #得到阻塞套接字操作的超時(shí)時(shí)間

• 面向文件的套接字方法

s.fileno()          #套接字的文件描述符 s.makefile()        #創(chuàng)建一個(gè)與該套接字相關(guān)的文件

打電話的流程演示

服務(wù)端.py

import socket phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #買手機(jī) phone.bind(('127.0.0.1',8080)) #插電話卡  phone.listen(5) #開機(jī)，backlog print('starting....') conn,addr=phone.accept() #接電話 print(conn) print('client addr',addr) print('ready to read msg') client_msg=conn.recv(1024) #收消息 print('client msg: %s' %client_msg) conn.send(client_msg.upper()) #發(fā)消息  conn.close() phone.close()

客戶端.py

import socket phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) phone.connect(('127.0.0.1',8080)) #撥通電話  phone.send('hello'.encode('utf-8')) #發(fā)消息  back_msg=phone.recv(1024) print(back_msg) phone.close()

輸出

服務(wù)端：

starting.... <socket.socket fd=4, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 8080), raddr=('127.0.0.1', 65142)> client addr ('127.0.0.1', 65142) ready to read msg client msg: b'hello'

客戶端

b'HELLO'

五、基于TCP的套接字

• tcp服務(wù)端 

ss = socket() #創(chuàng)建服務(wù)器套接字 ss.bind()      #把地址綁定到套接字 ss.listen()      #監(jiān)聽鏈接 inf_loop:      #服務(wù)器無(wú)限循環(huán)     cs = ss.accept() #接受客戶端鏈接     comm_loop:         #通訊循環(huán)         cs.recv()/cs.send() #對(duì)話(接收與發(fā)送)     cs.close()    #關(guān)閉客戶端套接字 ss.close()        #關(guān)閉服務(wù)器套接字(可選)

• tcp客戶端

cs = socket()    # 創(chuàng)建客戶套接字 cs.connect()    # 嘗試連接服務(wù)器 comm_loop:        # 通訊循環(huán)     cs.send()/cs.recv()    # 對(duì)話(發(fā)送/接收) cs.close()            # 關(guān)閉客戶套接字

socket通信流程與打電話流程類似，我們就以打電話為例來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)low版的套接字通信

服務(wù)端

import socket ip_port=('127.0.0.1',9000)  #電話卡 BUFSIZE=1024                #收發(fā)消息的尺寸 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #買手機(jī) s.bind(ip_port) #手機(jī)插卡 s.listen(5)     #手機(jī)待機(jī)  conn,addr=s.accept()            #手機(jī)接電話 # print(conn) # print(addr) print('接到來(lái)自%s的電話' %addr[0]) msg=conn.recv(BUFSIZE)             #聽消息,聽話 print(msg,type(msg)) conn.send(msg.upper())          #發(fā)消息,說(shuō)話  conn.close()                    #掛電話  s.close()                       #手機(jī)關(guān)機(jī)

客戶端

import socket ip_port=('127.0.0.1',9000) BUFSIZE=1024 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) s.connect_ex(ip_port)           #撥電話  s.send('nitouxiang nb'.encode('utf-8'))         #發(fā)消息,說(shuō)話(只能發(fā)送字節(jié)類型)  feedback=s.recv(BUFSIZE)                           #收消息,聽話 print(feedback.decode('utf-8')) s.close()                                       #掛電話

輸出

服務(wù)端

接到來(lái)自127.0.0.1的電話 b'nitouxiang nb' <class 'bytes'>

客戶端

NITOUXIANG NB

上述流程的問(wèn)題是，服務(wù)端只能接受一次鏈接，然后就徹底關(guān)閉掉了，實(shí)際情況應(yīng)該是，服務(wù)端不斷接受鏈接，然后循環(huán)通信，通信完畢后只關(guān)閉鏈接，服務(wù)器能夠繼續(xù)接收下一次鏈接，下面是修改版

 服務(wù)端

import socket ip_port = ('127.0.0.1',8081)    #電話卡 BUFSIZE=1024 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)  #買手機(jī) s.bind(ip_port) #手機(jī)插卡 s.listen(5) #手機(jī)待機(jī) while True:                  #新增接收鏈接循環(huán),可以不停的接電話     conn,addr=s.accept()    #手機(jī)接電話     print('接到來(lái)自%s的電話' %addr[0])     while True:                 ##新增通信循環(huán),可以不斷的通信,收發(fā)消息         msg=conn.recv(BUFSIZE)  #聽消息,聽話         if len(msg) == 0:break  #如果不加,那么正在鏈接的客戶端突然斷開,recv便不再阻塞,死循環(huán)發(fā)生         print(msg,type(msg))         conn.send(msg.upper())  #發(fā)消息,說(shuō)話     conn.close()                #掛電話 s.close()               #手機(jī)關(guān)機(jī)

客戶端

import socket ip_port=('127.0.0.1',8081) BUFSIZE=1024 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) s.connect_ex(ip_port)           #撥電話 while True:                             #新增通信循環(huán),客戶端可以不斷發(fā)收消息     msg=input('>>: ').strip()     if len(msg) == 0:continue     s.send(msg.encode('utf-8'))         #發(fā)消息,說(shuō)話(只能發(fā)送字節(jié)類型)      feedback=s.recv(BUFSIZE)                           #收消息,聽話     print(feedback.decode('utf-8')) s.close()                                       #掛電話

補(bǔ)充：

在重啟服務(wù)端時(shí)可能會(huì)遇到

這個(gè)是由于你的服務(wù)端仍然存在四次揮手的time_wait狀態(tài)在占用地址（如果不懂，請(qǐng)深入研究1.tcp三次握手，四次揮手 2.syn洪水攻擊 3.服務(wù)器高并發(fā)情況下會(huì)有大量的time_wait狀態(tài)的優(yōu)化方法）

解決辦法

方法一

#加入一條socket配置，重用ip和端口  phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它，在bind前加 phone.bind(('127.0.0.1',8080))

方法二

/etc/= 1= 1= 1= 30/sbin/sysctl -= 1= 1 表示開啟重用。允許將TIME-= 1 表示開啟TCP連接中TIME-

六、基于UDP的套接字

• udp服務(wù)端

ss = socket()   #創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)器的套接字 ss.bind()       #綁定服務(wù)器套接字 inf_loop:       #服務(wù)器無(wú)限循環(huán)     cs = ss.recvfrom()/ss.sendto() # 對(duì)話(接收與發(fā)送) ss.close()                         # 關(guān)閉服務(wù)器套接字

• udp客戶端

cs = socket()   # 創(chuàng)建客戶套接字 comm_loop:      # 通訊循環(huán)     cs.sendto()/cs.recvfrom()   # 對(duì)話(發(fā)送/接收) cs.close()                      # 關(guān)閉客戶套接字

示例

服務(wù)端

import socket ip_port=('127.0.0.1',9000) BUFSIZE=1024 udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) udp_server_client.bind(ip_port) while True:     msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)     print(msg,addr)     udp_server_client.sendto(msg.upper(),addr)

客戶端

import socket ip_port=('127.0.0.1',9000) BUFSIZE=1024 udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) while True:     msg=input('>>: ').strip()     if not msg:continue     udp_server_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)     back_msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)     print(back_msg.decode('utf-8'),addr)

輸出

客戶端

>>: 123 123 ('127.0.0.1', 9000) >>: 3 3 ('127.0.0.1', 9000) >>: 4 4 ('127.0.0.1', 9000)

服務(wù)端

b'123' ('127.0.0.1', 53066) b'3' ('127.0.0.1', 53066) b'4' ('127.0.0.1', 53066)

模擬QQ聊天，多個(gè)客戶端和服務(wù)端通信

服務(wù)端

import socket ip_port=('127.0.0.1',8081) udp_server_sock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) #買手機(jī) udp_server_sock.bind(ip_port) while True:     qq_msg,addr=udp_server_sock.recvfrom(1024)     print('來(lái)自[%s:%s]的一條消息:\033[1;44m%s\033[0m' %(addr[0],addr[1],qq_msg.decode('utf-8')))     back_msg=input('回復(fù)消息: ').strip()     udp_server_sock.sendto(back_msg.encode('utf-8'),addr)

客戶端1

import socket BUFSIZE=1024 udp_client_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) qq_name_dic={     'TOM':('127.0.0.1',8081),     'JACK':('127.0.0.1',8081),     '一棵樹':('127.0.0.1',8081),     '武大郎':('127.0.0.1',8081), } while True:     qq_name=input('請(qǐng)選擇聊天對(duì)象: ').strip()     while True:         msg=input('請(qǐng)輸入消息,回車發(fā)送: ').strip()         if msg == 'quit':break         if not msg or not qq_name or qq_name not in qq_name_dic:continue         udp_client_socket.sendto(msg.encode('utf-8'),qq_name_dic[qq_name])         back_msg,addr=udp_client_socket.recvfrom(BUFSIZE)         print('來(lái)自[%s:%s]的一條消息:\033[1;44m%s\033[0m' %(addr[0],addr[1],back_msg.decode('utf-8'))) udp_client_socket.close()

客戶端2

import socket BUFSIZE=1024 udp_client_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) qq_name_dic={     'TOM':('127.0.0.1',8081),     'JACK':('127.0.0.1',8081),     '一棵樹':('127.0.0.1',8081),     '武大郎':('127.0.0.1',8081), } while True:     qq_name=input('請(qǐng)選擇聊天對(duì)象: ').strip()     while True:         msg=input('請(qǐng)輸入消息,回車發(fā)送: ').str
http://www.cnblogs.com/smallmars/p/7064081.html

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