python網(wǎng)絡(luò)編程學(xué)習(xí)筆記(三)：socket網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器
1、TCP連接的建立方法
客戶端在建立一個(gè)TCP連接時(shí)一般需要兩步，而服務(wù)器的這個(gè)過程需要四步，具體見下面的比較。
| 步驟 | TCP客戶端 | TCP服務(wù)器 |
| 第一步 | 建立socket對(duì)象 | 建立socket對(duì)象 |
| 第二步 | 調(diào)用connect()建立一個(gè)和服務(wù)器的連接 | 設(shè)置socket選項(xiàng)（可選） |
| 第三步 | 無 | 綁定到一個(gè)端口（也可以是一個(gè)指定的網(wǎng)卡） |
| 第四步 | 無 | 偵聽連接 |
下面具體來講這四步的建立方法：
第一步，建立socket對(duì)象：這里與客戶端一樣，依然是：
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
第二步，設(shè)置和得到socket選項(xiàng)
python定義了setsockopt()和getsockopt()，一個(gè)是設(shè)置選項(xiàng)，一個(gè)是得到設(shè)置。這里主要使用setsockopt()，具體結(jié)構(gòu)如下：
setsockopt(level,optname,value)
level定義了哪個(gè)選項(xiàng)將被使用。通常情況下是SOL_SOCKET，意思是正在使用的socket選項(xiàng)。它還可以通過設(shè)置一個(gè)特殊協(xié)議號(hào)碼來設(shè)置協(xié)議選項(xiàng)，然而對(duì)于一個(gè)給定的操作系統(tǒng)，大多數(shù)協(xié)議選項(xiàng)都是明確的，所以為了簡(jiǎn)便，它們很少用于為移動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)的應(yīng)用程序。
optname參數(shù)提供使用的特殊選項(xiàng)。關(guān)于可用選項(xiàng)的設(shè)置，會(huì)因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)的不同而有少許不同。如果level選定了SOL_SOCKET，那么一些常用的選項(xiàng)見下表：
|
選項(xiàng) |
意義 |
期望值 |
|
SO_BINDTODEVICE |
可以使socket只在某個(gè)特殊的網(wǎng)絡(luò)接口（網(wǎng)卡）有效。也許不能是移動(dòng)便攜設(shè)備 |
一個(gè)字符串給出設(shè)備的名稱或者一個(gè)空字符串返回默認(rèn)值 |
|
SO_BROADCAST |
允許廣播地址發(fā)送和接收信息包。只對(duì)UDP有效。如何發(fā)送和接收廣播信息包 |
布爾型整數(shù) |
|
SO_DONTROUTE |
禁止通過路由器和網(wǎng)關(guān)往外發(fā)送信息包。這主要是為了安全而用在以太網(wǎng)上UDP通信的一種方法。不管目的地址使用什么IP地址，都可以防止數(shù)據(jù)離開本地網(wǎng)絡(luò) |
布爾型整數(shù) |
|
SO_KEEPALIVE |
可以使TCP通信的信息包保持連續(xù)性。這些信息包可以在沒有信息傳輸?shù)臅r(shí)候，使通信的雙方確定連接是保持的 |
布爾型整數(shù) |
|
SO_OOBINLINE |
可以把收到的不正常數(shù)據(jù)看成是正常的數(shù)據(jù)，也就是說會(huì)通過一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)recv()的調(diào)用來接收這些數(shù)據(jù) |
布爾型整數(shù) |
|
SO_REUSEADDR |
當(dāng)socket關(guān)閉后，本地端用于該socket的端口號(hào)立刻就可以被重用。通常來說，只有經(jīng)過系統(tǒng)定義一段時(shí)間后，才能被重用。 |
布爾型整數(shù) |
本節(jié)在學(xué)習(xí)時(shí)，用到了SO_REUSEADDR選項(xiàng)，具體寫法是：
S.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) 這里value設(shè)置為1，表示將SO_REUSEADDR標(biāo)記為TRUE，操作系統(tǒng)會(huì)在服務(wù)器socket被關(guān)閉或服務(wù)器進(jìn)程終止后馬上釋放該服務(wù)器的端口，否則操作系統(tǒng)會(huì)保留幾分鐘該端口。
下面的方法可以幫助給出該系統(tǒng)下python所支持的socket選項(xiàng)列表：
import socket
solist=[x for x in dir(socket) if x.startswith('SO_')]
solist.sort()
for x in solist:
Print x
第三步：綁定socket
綁定即為服務(wù)器要求一個(gè)端口號(hào)。
S.bind((host,port))，其中host為服務(wù)器ip，通常為空，也可以綁定到一個(gè)特定的ip地址。Port為端口號(hào)。
第四步：偵聽連接。
利用listen()函數(shù)進(jìn)行偵聽連接。該函數(shù)只有一個(gè)參數(shù)，其指明了在服務(wù)器實(shí)際處理連接的時(shí)候，允許有多少個(gè)未決（等待）的連接在隊(duì)列中等待。作為一個(gè)約定，很多人設(shè)置為5。如：s.listen(5)
2、簡(jiǎn)單的TCP服務(wù)器實(shí)例
這個(gè)建立一個(gè)簡(jiǎn)單的TCP服務(wù)器和客戶端。
服務(wù)器端：TCP響應(yīng)服務(wù)器，當(dāng)與客戶端建立連接后，服務(wù)器顯示客戶端ip和端口，同時(shí)將接收的客戶端信息和'I get it!'傳給客戶端，此時(shí)等待輸入一個(gè)新的信息傳給客戶端。
客戶端：TCP客戶端,首先輸入服務(wù)器ip地址，然后輸入信息，回車后會(huì)得到服務(wù)器返回信息，然后等待服務(wù)器向其發(fā)送信息后退出。
具體代碼如下：
服務(wù)器端：tcpserver.py
# -*- coding: cp936 -*-
##tcp響應(yīng)服務(wù)器，當(dāng)與客戶端建立連接后，服務(wù)器顯示客戶端ip和端口，同時(shí)將接收的客戶端信息和'I get it!'傳給客戶端，此時(shí)等待輸入一個(gè)新的信息傳給客戶端。
##@小五義
import socket,traceback
host=''
port=12345
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
s.bind((host,port))
s.listen(1)
while 1:
try:
clientsock,clientaddr=s.accept()
except KeyboardInterrupt:
raise
except:
traceback.print_exc()
continue
try:
print "連接來自：",clientsock.getpeername()
while 1:
data=clientsock.recv(4096)
if not len(data):
break
print clientsock.getpeername()[0]+':'+str(data)
clientsock.sendall(data)
clientsock.sendall("\nI get it!\n")
t=raw_input('input the word:')
clientsock.sendall(t)
except (KeyboardInterrupt,SystemExit):
raise
except:
traceback.print_exc()
try:
clientsock.close()
except KeyboardInterrupt:
raise
except:
traceback.print_exc()
客戶端：tcpclient.py
# -*- coding: cp936 -*-
##tcp客戶端,首先輸入服務(wù)器ip地址，然后輸入信息，回車后會(huì)得到服務(wù)器返回信息，然后等待服務(wù)器向其發(fā)送信息后退出。
##@小五義
import socket,sys
port=12345
host=raw_input('輸入服務(wù)器ip:')
data=raw_input('輸入要發(fā)送的信息：')
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
try:
s.connect((host,port))
except:
print '連接錯(cuò)誤！'
s.send(data)
s.shutdown(1)
print '發(fā)送完成。'
while 1:
buf=s.recv(4096)
if not len(buf):
break
sys.stdout.write(buf)
執(zhí)行結(jié)果：
客戶端輸入hello，服務(wù)器端輸入ok，具體顯示結(jié)果是：
服務(wù)器端：
連接來自：('127.0.0.1',1945)
127.0.0.1:hello
Input the world:ok
客戶端：
輸入服務(wù)器ip:127.0.0.1
輸入要發(fā)送的信息：hello
發(fā)送完成。
hello
I get it!
ok
3、UDP服務(wù)器
UDP服務(wù)器建立與TCP相類似，具體比較如下：
|
步驟 |
UDP |
TCP |
|
第一步 |
建立socket對(duì)象 |
建立socket對(duì)象 |
|
第二步 |
設(shè)置socket選項(xiàng) |
設(shè)置socket選項(xiàng) |
|
第三步 |
綁定到一個(gè)端口 |
綁定到一個(gè)端口 |
|
第四步 |
Recvfrom() |
偵聽連接listen |
這里利用UDP建立一個(gè)時(shí)間服務(wù)器。
代碼如下：
服務(wù)器端;serverudp.py
# -*- coding: cp936 -*-
##UDP服務(wù)器端,客戶端連接后，向其發(fā)送當(dāng)前時(shí)間
##@小五義
import socket,traceback,time,struct
host=''
port=12345
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
s.bind((host,port))
while 1:
try:
message,address=s.recvfrom(8192)
secs=int(time.time())
reply=struct.pack("!I",secs)
s.sendto(reply,address)
except (KeyboardInterrupt,SystemExit):
raise
except:
traceback.print_exc()
客戶端:clientudp.py
# -*- coding: cp936 -*-
##udp客戶端,向服務(wù)器發(fā)送一個(gè)空字符后，得到服務(wù)器返回時(shí)間
##@小五義
import socket,sys,struct,time
host=raw_input('輸入服務(wù)器地址：')
port=12345
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
s.sendto('',(host,port))
print "等待回復(fù)……"
buf=s.recvfrom(2048)[0]
if len(buf)!=4:
print "回復(fù)錯(cuò)誤%d:%s"%(len(buf),buf)
sys.exit(1)
secs=struct.unpack("!I",buf)[0]
print time.ctime(int(secs))
運(yùn)行結(jié)果：
首先運(yùn)行服務(wù)器端，然后運(yùn)行客戶端。
C:\>python clientudp.py ##clientudp.py程序存放在在c盤下
輸入服務(wù)器地址：127.0.0.1
等待回復(fù)……
Mon Aug 06 17:09:17 2012
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