什么是網(wǎng)絡(luò)？

網(wǎng)絡(luò)是由節(jié)點(diǎn)和連線構(gòu)成，表示諸多對(duì)象及其相互聯(lián)系。在數(shù)學(xué)上，網(wǎng)絡(luò)是一種圖，一般認(rèn)為專指加權(quán)圖。網(wǎng)絡(luò)除了數(shù)學(xué)定義外，還有具體的物理含義，即網(wǎng)絡(luò)是從某種相同類型的實(shí)際問(wèn)題中抽象出來(lái)的模型。在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，網(wǎng)絡(luò)是信息傳輸、接收、共享的虛擬平臺(tái)，通過(guò)它把各個(gè)點(diǎn)、面、體的信息聯(lián)系到一起，從而實(shí)現(xiàn)這些資源的共享。網(wǎng)絡(luò)是人類發(fā)展史來(lái)最重要的發(fā)明，提高了科技和人類社會(huì)的發(fā)展。

網(wǎng)絡(luò)通信的三要素

IP地址
用來(lái)表示一臺(tái)獨(dú)立的主機(jī)
特殊的IP地址 127.0.0.1或稱localhost(表示本地回環(huán)地址，保留地址等)，可用于本機(jī)測(cè)試

端口號(hào)
要將數(shù)據(jù)發(fā)送到對(duì)方指定的應(yīng)用程序上，為了標(biāo)識(shí)這些應(yīng)用程序，所以給這些網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序都用數(shù)字進(jìn)行標(biāo)識(shí)。為了方便稱呼這些數(shù)字，則將這些數(shù)字稱為端口

傳輸協(xié)議
TCP協(xié)議：傳輸控制協(xié)議
面向連接：傳輸之前需要建立連接
在連接過(guò)程中進(jìn)行大量數(shù)據(jù)傳輸
通過(guò)三次握手方式連接，屬于安全可靠連接
傳輸速率慢，效率低
UDP協(xié)議：用戶傳輸協(xié)議
面向無(wú)連接：傳輸過(guò)程不需要建立連接即可傳輸
每個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇笮《枷拗圃?4K以內(nèi)
傳輸過(guò)程不可靠
傳輸速率快，效率高

SOCKET網(wǎng)絡(luò)編程

如簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)一個(gè)WEB小程序

import socket
def handle_request(client):
 buf = client.recv(1024)
 client.send(bytes("HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n",'utf8'))
 client.send(bytes("Hello, World",'utf8'))

def main():
 sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
 sock.bind(('localhost', 8080))
 sock.listen(5)

 while True:
  connection, address = sock.accept()
  handle_request(connection)
  connection.close()


if __name__ == '__main__':
 main()

Python 提供了兩個(gè)級(jí)別訪問(wèn)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)：

低級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)支持基本的 Socket，它提供了標(biāo)準(zhǔn)的 BSD Sockets API，可以訪問(wèn)底層操作系統(tǒng)Socket接口的全部方法。
高級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模塊 SocketServer， 它提供了服務(wù)器中心類，可以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的開發(fā)。

什么是socket?

　　Socket又稱"套接字"，應(yīng)用程序通常通過(guò)"套接字"向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請(qǐng)求或者應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，使主機(jī)間或者一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的進(jìn)程間可以通訊。

Socket()函數(shù)：

socket.socket([family[, type[, proto]]])

參數(shù)

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(jù)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(rèn)為0。

通信流程

#######server端##########

import socket

sk = socket.socket()
address = ('127.0.0.1', 8000)
sk.bind(address)
sk.listen(3)

while True:
 conn, addr = sk.accept()
 while True:
  try:
   data = conn.recv(1024)
   print(str(data, 'utf8'))
   if not data:
    break
   inp = input(">>>")
   conn.send(bytes(inp, 'utf8'))
  except Exception:
   break

conn.close()

##########Client端###########
import socket

sk = socket.socket()
address = ('127.0.0.1', 8000)
sk.connect(address)
while True:
 inp = input(">>>")
 if inp == "exit":
  break
 sk.send(bytes(inp, 'utf8'))
 data = sk.recv(1024)
 print(str(data, 'utf8'))
sk.close()

Socket內(nèi)建方法

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(jiān)聽。backlog指定在拒絕連接之前，操作系統(tǒng)可以掛起的最大連接數(shù)量。該值至少為1，大部分應(yīng)用程序設(shè)為5就可以了。
s.accept()  被動(dòng)接受TCP客戶端連接,(阻塞式)等待連接的到來(lái)<br>
客戶端套接字
s.connect() 主動(dòng)初始化TCP服務(wù)器連接，。一般address的格式為元組（hostname,port），如果連接出錯(cuò)，返回socket.error錯(cuò)誤。
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<br>
公共用途的套接字函數(shù)
s.recv()    接收TCP數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以字符串形式返回，bufsize指定要接收的最大數(shù)據(jù)量。flag提供有關(guān)消息的其他信息，通?？梢院雎?。
s.send()    發(fā)送TCP數(shù)據(jù)，將string中的數(shù)據(jù)發(fā)送到連接的套接字。返回值是要發(fā)送的字節(jié)數(shù)量，該數(shù)量可能小于string的字節(jié)大小。
s.sendall() 完整發(fā)送TCP數(shù)據(jù)，完整發(fā)送TCP數(shù)據(jù)。將string中的數(shù)據(jù)發(fā)送到連接的套接字，但在返回之前會(huì)嘗試發(fā)送所有數(shù)據(jù)。成功返回None，失敗則拋出異常。
s.recvform()    接收UDP數(shù)據(jù)，與recv()類似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收數(shù)據(jù)的字符串，address是發(fā)送數(shù)據(jù)的套接字地址。
s.sendto()  發(fā)送UDP數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到套接字，address是形式為（ipaddr，port）的元組，指定遠(yuǎn)程地址。返回值是發(fā)送的字節(jié)數(shù)。
s.close()   關(guān)閉套接字
s.getpeername() 返回連接套接字的遠(yuǎn)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(gè)元組(ipaddr,port)
s.setsockopt(level,optname,value)   設(shè)置給定套接字選項(xiàng)的值。
s.getsockopt(level,optname[.buflen])    返回套接字選項(xiàng)的值。
s.settimeout(timeout)   設(shè)置套接字操作的超時(shí)期，timeout是一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)，單位是秒。值為None表示沒(méi)有超時(shí)期。一般，超時(shí)期應(yīng)該在剛創(chuàng)建套接字時(shí)設(shè)置，因?yàn)樗鼈兛赡苡糜谶B接的操作（如connect()）
s.gettimeout()  返回當(dāng)前超時(shí)期的值，單位是秒，如果沒(méi)有設(shè)置超時(shí)期，則返回None。
s.fileno()  返回套接字的文件描述符。
s.setblocking(flag) 如果flag為0，則將套接字設(shè)為非阻塞模式，否則將套接字設(shè)為阻塞模式（默認(rèn)值）。非阻塞模式下，如果調(diào)用recv()沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何數(shù)據(jù)，或send()調(diào)用無(wú)法立即發(fā)送數(shù)據(jù)，那么將引起socket.error異常。
s.makefile()    創(chuàng)建一個(gè)與該套接字相關(guān)連的文件

實(shí)例

#########Server端##########

import socket
import subprocess

sk = socket.socket()
address = ('127.0.0.1', 8000)
sk.bind(address)
sk.listen(3)


while True:
 conn, addr = sk.accept()
 while True:
  try:
   data = conn.recv(1024)
  except Exception:
   break
  if not data:
   break

  # print(str(data, 'utf8'))
  # data = str(data, 'utf8')#解碼同decode
  obj = subprocess.Popen(data.decode('utf8'), shell=True, stdout=subprocess.PIPE)
  ssh_result = obj.stdout.read()
  result_len = bytes(str(len(ssh_result)),'utf8')
  conn.send(result_len)

  conn.send(ssh_result)

conn.close()


#########Client#########


import socket

sk = socket.socket()
address = ('127.0.0.1', 8000)
sk.connect(address)

while True:
 inp = input(">>>")
 if inp == "exit":
  break
 sk.send(bytes(inp, 'utf8'))
 result_len = int(str(sk.recv(1024), 'utf8'))
 print(result_len)
 data = bytes()
 while len(data) != result_len:
  recv = sk.recv(1024)
  data += recv
 print(str(data, 'gbk'))
sk.close()

文件上傳

Server

import socket
import os

sk = socket.socket()
address = ('127.0.0.1', 8000)
sk.bind(address)
sk.listen(3)

BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))

while True:
 conn, addr = sk.accept()
 while True:
  data = conn.recv(1024)
  cmd, file_name, file_size = str(data, 'utf8').split('|')
  path = os.path.join(BASE_DIR, 'model', file_name)
  file_size = int(file_size)

  f = open(path, 'ab')
  has_recv = 0
  while has_recv != file_size:
   data = conn.recv(1024)
   f.write(data)
   has_recv += len(data)
  f.close()

Client

import socket
import os

sk = socket.socket()
address = ('127.0.0.1', 8000)
sk.connect(address)

BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))

while True:
 inp = input(">>>>").strip()
 path = os.path.join(BASE_DIR, inp)

 file_name = os.path.basename(path)
 file_size = os.stat(path).st_size
 file_info = 'post|%s|%s' % (file_name, file_size)
 sk.sendall(bytes(file_info, 'utf8'))

 f = open(path, 'rb')
 has_sent = 0
 while has_sent != file_size:
  data = f.read(1024)
  sk.sendall(data)
  has_sent += len(data)

 f.close()
 print("上傳成功")

socketserver

socketserver模塊簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)編程服務(wù)程序的任務(wù)，同時(shí)SocketServer模塊也是Python標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中很多服務(wù)器框架的基礎(chǔ)。

學(xué)習(xí)它的最好辦法是自己瀏覽一遍它的源碼。

首先先看一下如何去運(yùn)用

import socketserver

class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):
 def handle(self):
  print("服務(wù)端啟動(dòng)")
  while True:
   conn = self.request

   while True:
    data = conn.recv(1024)
    print(str(data, 'utf8'))
    inp = input(">>>>>")

    conn.sendall(bytes(inp, 'utf8'))
   conn.close()

if __name__ == '__main__':
 server = socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1', 8080), MyServer)
 server.serve_forever()

server

import socket

sk = socket.socket()

address = ('127.0.0.1', 8080)

sk.connect(address)
print("客戶端啟動(dòng)")

while True:
 inp = input(">>>>>")
 sk.sendall(bytes(inp, 'utf8'))
 if inp == "q":
  break
 data = sk.recv(1024)
 print(str(data, 'utf8'))
sk.close()

此代碼簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)了server端能同時(shí)和多個(gè)client聊天的功能。

我們?cè)诳丛创a前，首先要明確的是它分了幾個(gè)類及每個(gè)類的功能作用等。

There are five classes in an inheritance diagram, four of which represent
synchronous servers of four types:

 下面的就不一一詳細(xì)說(shuō)了，想要了解的更透徹，還是看一遍源碼吧。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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