Python3 網路編程
Python 提供了兩個級別訪問的網路服務。:
- 低級別的網路服務支持基本的 Socket,它提供了標準的 BSD Sockets API,可以訪問底層操作系統Socket介面的全部方法。
- 高級別的網路服務模組 SocketServer, 它提供了伺服器中心類,可以簡化網路伺服器的開發。
什麼是 Socket?
Socket又稱"套接字",應用程式通常通過"套接字"向網路發出請求或者應答網路請求,使主機間或者一臺電腦上的進程間可以通訊。
socket()函數
Python 中,我們用 socket()函數來創建套接字,語法格式如下:
socket.socket([family[, type[, proto]]])
參數
- family: 套接字家族可以使AF_UNIX或者AF_INET
- type: 套接字類型可以根據是面向連接的還是非連接分為
SOCK_STREAM
或SOCK_DGRAM
- protocol: 一般不填默認為0.
Socket 對象(內建)方法
函數 | 描述 |
---|---|
伺服器端套接字 | |
s.bind() | 綁定地址(host,port)到套接字, 在AF_INET下,以元組(host,port)的形式表示地址。 |
s.listen() | 開始TCP監聽。backlog指定在拒絕連接之前,操作系統可以掛起的最大連接數量。該值至少為1,大部分應用程式設為5就可以了。 |
s.accept() | 被動接受TCP客戶端連接,(阻塞式)等待連接的到來 |
客戶端套接字 | |
s.connect() | 主動初始化TCP伺服器連接,。一般address的格式為元組(hostname,port),如果連接出錯,返回socket.error錯誤。 |
s.connect_ex() | connect()函數的擴展版本,出錯時返回出錯碼,而不是拋出異常 |
公共用途的套接字函數 | |
s.recv() | 接收TCP數據,數據以字串形式返回,bufsize指定要接收的最大數據量。flag提供有關消息的其他資訊,通常可以忽略。 |
s.send() | 發送TCP數據,將string中的數據發送到連接的套接字。返回值是要發送的位元組數量,該數量可能小於string的位元組大小。 |
s.sendall() | 完整發送TCP數據,完整發送TCP數據。將string中的數據發送到連接的套接字,但在返回之前會嘗試發送所有數據。成功返回None,失敗則拋出異常。 |
s.recvfrom() | 接收UDP數據,與recv()類似,但返回值是(data,address)。其中data是包含接收數據的字串,address是發送數據的套接字地址。 |
s.sendto() | 發送UDP數據,將數據發送到套接字,address是形式為(ipaddr,port)的元組,指定遠程地址。返回值是發送的位元組數。 |
s.close() | 關閉套接字 |
s.getpeername() | 返回連接套接字的遠程地址。返回值通常是元組(ipaddr,port)。 |
s.getsockname() | 返回套接字自己的地址。通常是一個元組(ipaddr,port) |
s.setsockopt(level,optname,value) | 設置給定套接字選項的值。 |
s.getsockopt(level,optname[.buflen]) | 返回套接字選項的值。 |
s.settimeout(timeout) | 設置套接字操作的超時期,timeout是一個浮點數,單位是秒。值為None表示沒有超時期。一般,超時期應該在剛創建套接字時設置,因為它們可能用於連接的操作(如connect()) |
s.gettimeout() | 返回當前超時期的值,單位是秒,如果沒有設置超時期,則返回None。 |
s.fileno() | 返回套接字的檔描述符。 |
s.setblocking(flag) | 如果flag為0,則將套接字設為非阻塞模式,否則將套接字設為阻塞模式(默認值)。非阻塞模式下,如果調用recv()沒有發現任何數據,或send()調用無法立即發送數據,那麼將引起socket.error異常。 |
s.makefile() | 創建一個與該套接字相關連的檔 |
簡單實例
服務端
我們使用 socket 模組的 socket 函數來創建一個 socket 對象。socket 對象可以通過調用其他函數來設置一個 socket 服務。
現在我們可以通過調用 bind(hostname, port) 函數來指定服務的 port(端口)。
接著,我們調用 socket 對象的 accept 方法。該方法等待客戶端的連接,並返回 connection 對象,表示已連接到客戶端。
完整代碼如下:
#!/usr/bin/python3 # 檔案名:server.py # 導入 socket、sys 模組 import socket import sys # 創建 socket 對象 serversocket = socket.socket( socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 獲取本地主機名 host = socket.gethostname() port = 9999 # 綁定端口號 serversocket.bind((host, port)) # 設置最大連接數,超過後排隊 serversocket.listen(5) while True: # 建立客戶端連接 clientsocket,addr = serversocket.accept() print("連接地址: %s" % str(addr)) msg='歡迎訪問IT研修!'+ "\r\n" clientsocket.send(msg.encode('utf-8')) clientsocket.close()
客戶端
接下來我們寫一個簡單的客戶端實例連接到以上創建的服務。端口號為 9999。
socket.connect(hosname, port ) 方法打開一個 TCP 連接到主機為 hostname 端口為 port 的服務商。連接後我們就可以從服務端獲取數據,記住,操作完成後需要關閉連接。
完整代碼如下:
#!/usr/bin/python3 # 檔案名:client.py # 導入 socket、sys 模組 import socket import sys # 創建 socket 對象 s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 獲取本地主機名 host = socket.gethostname() # 設置端口號 port = 9999 # 連接服務,指定主機和端口 s.connect((host, port)) # 接收小於 1024 位元組的數據 msg = s.recv(1024) s.close() print (msg.decode('utf-8'))
現在我們打開兩個終端,第一個終端執行 server.py 檔:
$ python3 server.py
第二個終端執行 client.py 檔:
$ python3 client.py 歡迎訪問IT研修!
這時我們再打開第一個終端,就會看到有以下資訊輸出:
連接地址: ('192.168.0.118', 33397)
Python Internet 模組
以下列出了 Python 網路編程的一些重要模組:
協議 | 功能用處 | 端口號 | Python 模組 |
---|---|---|---|
HTTP | 網頁訪問 | 80 | httplib, urllib, xmlrpclib |
NNTP | 閱讀和張貼新聞文章,俗稱為"帖子" | 119 | nntplib |
FTP | 檔傳輸 | 20 | ftplib, urllib |
SMTP | 發送郵件 | 25 | smtplib |
POP3 | 接收郵件 | 110 | poplib |
IMAP4 | 獲取郵件 | 143 | imaplib |
Telnet | 命令行 | 23 | telnetlib |
Gopher | 資訊查找 | 70 | gopherlib, urllib |
更多內容可以參閱官網的 Python Socket Library and Modules。