Python_套接字、IPv4和简单的客户端/服务器编程

《Python网络编程攻略》学习笔记

TCP用主机的IP地址加上主机的端口号作为TCP连接的端点，这种端点叫做套接字（socket）或插口

获取远程设备的IP地址

import socket
def get_remote_machine_info():remote_host = "www.python.org"try:print("IP address: %s" % socket.gethostbyname(remote_host)) #参数为远程设备的主机名except socket as err_msg:print("%s: %s" %(remote_host, err_msg))if __name__ == "__main__":get_remote_machine_info()# IP address: 151.101.228.223

将IPv4地址转换成不同的格式

import socket
from binascii import hexlify
def convert_ip4_address():for ip_addr in ["127.0.0.1", "192.168.0.1"]:packed_ip_addr = socket.inet_aton(ip_addr)unpacked_ip_addr = socket.inet_ntoa(packed_ip_addr)print("IP address: %s => packed : %s, Unpacked : %s" % (ip_addr, hexlify(packed_ip_addr).decode(), unpacked_ip_addr))if __name__ == "__main__":convert_ip4_address()# IP address: 127.0.0.1 => packed : 7f000001, Unpacked : 127.0.0.1
# IP address: 192.168.0.1 => packed : c0a80001, Unpacked : 192.168.0.1

通过指定的端口和协议找到服务名

import socket
def find_servert_name():protocolname = "tcp"for port in [80, 25]:# socket.getservbyport(port, protocolname)传入端口号和协议名返回服务名print("Port: %s => service name: %s" % (port, socket.getservbyport(port, protocolname)))print("Port: %s => service name: %s" % (53, socket.getservbyport(53, "udp")))if __name__ == "__main__":find_servert_name()
# Port: 80 => service name: http
# Port: 25 => service name: smtp
# Port: 53 => service name: domain

主机字节序和网络字节序之间相互转换

import socket
def convert_integer():data = 1234# 32-bit# socket.ntohl(data)将32位整数从网络字节序转换为长整型主机字节顺序.# socket.htohl(data)将32位整数从长整型主机字节序转换为网络字节顺序。print("Original: %s => Long host byte order: %s, Network byte order: %s" % (data, socket.ntohl(data), socket.htonl(data)))#16-bit# socket.ntohs(data)将16位整数从网络字节序转换为短整型主机字节顺序.# socket.htohs(data)将16位整数从短整型主机字节序转换为网络字节顺序.print("Original: %s => Short host byte order: %s, Network byte order: %s" % (data, socket.ntohs(data), socket.htons(data)))if __name__ == "__main__":convert_integer()# Original: 1234 => Long host byte order: 3523477504, Network byte order: 3523477504
# Original: 1234 => Short host byte order: 53764, Network byte order: 53764

设定并获取默认的套接字超时时间

import socket
def test_socket_timeout():s = socket.socket()# gettimeout()获取套接字超时时间print("Default socket timeout: %s" % s.gettimeout())s.settimeout(100) #修改超时时间 （参数可以是秒数，非负浮点数，也可以是None）print("Current socket timeout: %s" % s.gettimeout())if __name__ == "__main__":test_socket_timeout()# Default socket timeout: None
# Current socket timeout: 100.0

修改套接字发送和接收的缓冲区大小

import socketSEND_BUF_SIZE = 4096
RECV_BUF_SIZE = 4096
def modify_buff_size():sock = socket.socket()# 获取套接字发送的缓存区大小bufsize = sock.getsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_SNDBUF)print("Buffer size [Default]: %d" % bufsize)# 修改套接字对象属性（参数：level，optname, value;optname是选项名，value是该选项名的值）sock.setsockopt(socket.SOL_TCP, socket.TCP_NODELAY, 1)sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_SNDBUF,SEND_BUF_SIZE)sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_RCVBUF,RECV_BUF_SIZE)bufsize = sock.getsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_SNDBUF)print("Buffer size [Current]：%d" % bufsize)if __name__ == "__main__":modify_buff_size()# Buffer size [Default]: 8192
# Buffer size [Current]：4096

把套接字改为阻塞或非阻塞模式

默认情况下，TCP套接字处于阻塞模式中。也就是说，除非完成了某项操作，否则不会把控制权交给程序。

import socket
def test_socket_modes():sock = socket.socket()# 参数为1把套接字设为阻塞模式，参数为0把套接字设为非阻塞模式sock.setblocking(1)sock.settimeout(0.5)sock.bind(("127.0.0.1", 0))socket_address = sock.getsockname()print("在套接字上启动简易服务器: %s" % str(socket_address))while True:sock.listen(1)if __name__ == "__main__":test_socket_modes()# 在套接字上启动简易服务器: ('127.0.0.1', 3873)

重用套接字地址

import socket
import sys
def reuse_socket_addr():sock = socket.socket()old_state = sock.getsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR)print("Old sock state: %s" % old_state)sock.setsockopt( socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1 )new_state = sock.getsockopt( socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR )print("New sock state: %s" % new_state )local_porl = 8282srv = socket.socket()srv.setsockopt( socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)srv.bind( ("127.0.0.1", local_porl) )srv.listen()print("Listening on port: %s" %local_porl)while True:try:connection, addr = srv.accept()print("Connected by %s: %s" % (addr[0], addr[1]))except KeyboardInterrupt:breakexcept socket.error as e:print( "%s" % e)if __name__ == "__main__":reuse_socket_addr()# Old sock state: 0
# New sock state: 1
# Listening on port: 8282
# Connected by 127.0.0.1: 4863 用一个客户端连接测试
# Connected by 127.0.0.1: 4864
# Connected by 127.0.0.1: 4865

编写一个简单的回显客户端/服务器应用

服务器端

import socket
server = socket.socket()
server.bind(("127.0.0.1", 9999)) #绑定IP和端口
server.listen(5) #监听
while True:  print("-------正在等待链接-------")  conn, addr = server.accept() #阻塞等待链接  print("--------正在链接中--------")  print(conn)  print(addr)  print("--------已经链接上了-------")  while True:  msg = conn.recv(1024)  if not msg: #如果客户端断开，即conn.recv接收为空，这时就断开，而外循环会等待下一个连接print("client has lost...")break   print("客户端发来的信息：", msg.decode())  conn.send(msg.upper()) #发信息给客户端  conn.close()
server.close()

客户端

import socket
client = socket.socket()
client.connect(("127.0.0.1", 9999)) #链接IP和端口
while True:  msg = input("输入你要发送的信息>>>：")  if (len( msg ) == 0): continue #如果用户直接回车发送空值，那就跳过本次循环client.send(msg.encode("utf-8")) #向服务器发送信息  data = client.recv(1024) #接收服务器发来的信息，一次接收1K  print("收到服务器发来的信息：", data.decode()) #打印data  client.close() #关闭客户端

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