python网络编程学习笔记（一）

来源：互联网发布：淘宝代销和分销的区别编辑：程序博客网时间：2024/05/17 03:58

为什么使用 Python？

我们要学习和使用 Python 的一个原因是它非常流行。Python 用户的数量以及使用 Python 编写的应用程序的不断增长使这种努力是值得的。

在很多开发领域中都可以看到 Python 的踪迹，它被用来构建系统工具，用作程序集成的黏合剂，用来开发Internet 应用程序和快速开发原型。

Python与其他脚本语言相比也有一定的优势。它的语法非常简单，概念非常清晰，这使得 Python 非常容易学习。在使用复杂的数据结构（例如列表、词典和元组）时，Python也非常简单，而且可描述性更好。Python 还可以对语言进行扩充，也可以由其他语言进行扩充。

我发现Python 的语法使它比 Perl 的可读性和可维护性更好，但是比 Ruby 要差。与 Ruby 相比，Python的优点在于它有大量的库和模块可以使用。使用这些库和模块，只需要很少的代码就可以开发功能丰富的程序。

Python使用缩进格式来判断代码的作用域，这有些讨厌，但是Python 本身的简单性使这个问题已经微不足道了。

现在，让我们开始进入 Python 中的 socket 编程世界。

Python socket 模块

基本的 Pythonsocket 模块

Python 提供了两个基本的 socket 模块。第一个是 Socket，它提供了标准的BSD Sockets API。第二个是SocketServer，它提供了服务器中心类，可以简化网络服务器的开发。Python 使用一种异步的方式来实现这种功能，您可以提供一些插件类来处理服务器中应用程序特有的任务。表 1 列出了本节所涉及的类和模块。

一、套接字

套接字是为特定网络协议（例如TCP/IP，ICMP/IP，UDP/IP等）套件对上的网络应用程序提供者提供当前可移植标准的对象。它们允许程序接受并进行连接，如发送和接受数据。为了建立通信通道，网络通信的每个端点拥有一个套接字对象极为重要。

套接字为BSD UNIX系统核心的一部分，而且他们也被许多其他类似UNIX的操作系统包括Linux所采纳。许多非BSD UNIX系统（如ms-dos，windows，os/2，mac os及大部分主机环境）都以库形式提供对套接字的支持。

三种最流行的套接字类型是:stream,datagram和raw。stream和datagram套接字可以直接与TCP协议进行接口，而raw套接字则接口到IP协议。但套接字并不限于TCP/IP。

二、套接字模块

套接字模块是一个非常简单的基于对象的接口，它提供对低层BSD套接字样式网络的访问。使用该模块可以实现客户机和服务器套接字。要在python 中建立具有TCP和流套接字的简单服务器，需要使用socket模块。利用该模块包含的函数和类定义，可生成通过网络通信的程序。一般来说，建立服务器连接需要六个步骤。

第1步是创建socket对象。调用socket构造函数。

socket=socket.socket(familly,type)

family的值可以是AF_UNIX(Unix域，用于同一台机器上的进程间通讯)，也可以是AF_INET（对于IPV4协议的TCP和 UDP），至于type参数，SOCK_STREAM（流套接字）或者 SOCK_DGRAM（数据报文套接字）,SOCK_RAW（raw套接字）。

第2步则是将socket绑定（指派）到指定地址上，socket.bind(address)

address必须是一个双元素元组,((host,port)),主机名或者ip地址+端口号。如果端口号正在被使用或者保留，或者主机名或ip地址错误，则引发socke.error异常。

第3步，绑定后，必须准备好套接字，以便接受连接请求。

socket.listen(backlog)

backlog指定了最多连接数，至少为1，接到连接请求后，这些请求必须排队，如果队列已满，则拒绝请求。

第4步，服务器套接字通过socket的accept方法等待客户请求一个连接：

connection,address=socket.accept()

调用accept方法时，socket会进入'waiting'（或阻塞）状态。客户请求连接时，方法建立连接并返回服务器。accept方法返回一个含有俩个元素的元组，形如(connection,address)。第一个元素（connection）是新的socket对象，服务器通过它与客户通信；第二个元素（address）是客户的internet地址。

第5步是处理阶段，服务器和客户通过send和recv方法通信（传输数据）。服务器调用send，并采用字符串形式向客户发送信息。send方法返回已发送的字符个数。服务器使用recv方法从客户接受信息。调用recv时，必须指定一个整数来控制本次调用所接受的最大数据量。recv方法在接受数据时会进入'blocket'状态，最后返回一个字符串，用它来表示收到的数据。如果发送的量超过recv所允许，数据会被截断。多余的数据将缓冲于接受端。以后调用recv时，多余的数据会从缓冲区删除。

第6步，传输结束，服务器调用socket的close方法以关闭连接。

建立一个简单客户连接则需要4个步骤。

第1步，创建一个socket以连接服务器 socket=socket.socket(family,type)

第2步，使用socket的connect方法连接服务器 socket.connect((host,port))

第3步，客户和服务器通过send和recv方法通信。

第4步，结束后，客户通过调用socket的close方法来关闭连接。

表 1. Python 类和模块

类/模块

说明

Socket

低层网络接口（每个 BSD API）

SocketServer

提供简化网络服务器开发的类

让我们来看一下这些模块，以便理解它们是如何工作的。

Socket 模块

Socket模块提供了 UNIX® 程序员所熟悉的基本网络服务（也称为BSD API）。这个模块中提供了在构建 socket 服务器和客户机时所需要的所有功能。

这个API 与标准的 C API 之间的区别在于它是面向对象的。在C 中，socket 描述符是从 socket 调用中获得的，然后会作为一个参数传递给 BSD API 函数。在 Python 中，socket 方法会向应用 socket 方法的对象返回一个 socket 对象。表 2 给出了几个类方法，表 3 显示了一部分实例方法。

表 2. Socket 模块的类方法

类方法

说明

Socket

低层网络接口（每个 BSD API）

socket.socket(family, type)

创建并返回一个新的 socket 对象

socket.getfqdn(name)

将使用点号分隔的 IP 地址字符串转换成一个完整的域名

socket.gethostbyname(hostname)

将主机名解析为一个使用点号分隔的 IP 地址字符串

socket.fromfd(fd, family, type)

从现有的文件描述符创建一个 socket 对象

表 3. Socket 模块的实例方法

实例方法

说明

sock.bind( (adrs, port) )

将 socket 绑定到一个地址和端口上

sock.accept()

返回一个客户机 socket（带有客户机端的地址信息）

sock.listen(backlog)

将 socket 设置成监听模式，能够监听 backlog 外来的连接请求

sock.connect( (adrs, port) )

将 socket 连接到定义的主机和端口上

sock.recv( buflen[, flags] )

从 socket 中接收数据，最多 buflen 个字符

sock.recvfrom( buflen[, flags] )

从 socket 中接收数据，最多 buflen 个字符，同时返回数据来源的远程主机和端口号

sock.send( data[, flags] )

通过 socket 发送数据

sock.sendto( data[, flags], addr )

通过 socket 发送数据

sock.close()

关闭 socket

sock.getsockopt( lvl, optname )

获得指定 socket 选项的值

sock.setsockopt( lvl, optname, val )

1、建立socket
建立socket对象需要搞清通信类型和协议家族。通信类型指明了用什么协议来传输数据。协议的例子包括IPv4、IPv6、IPX\SPX、AFP。对于internet通信，通信类型基本上都是AF_INET（和IPv4对应）。协议家族一般表示TCP通信的SOCK_STREAM或者表示UDP通信的SOCK_DGRAM。因此对于TCP通信，建立一个socket连接的语句为：
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
对于UDP通信，建立一个socket连接的语句为：
s=socket.socket(socket.AF_INET,SOCK_DGRAM)
2、连接socket
连接socket需要提供一个tuple,包括host（主机名或者IP）和port（远程端口），类似代码为：
s.connect(("www.baidu.com",80)
3、寻找端口号
socket库中利用getservbyname()函数可以查询端口号，一般需要两个参数：一是协议名，如http、smtp、pop3等，一个是端口名，如tcp、udp
例如：
import socket
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
port=socket.getservbyname('http','tcp')
port的返回值为80。若改为：
port=socket.getservbyname('smtp','tcp')
port的返回值为25。
4、从socket获取信息
建立socket连接后，可以通过getsockname()获取本身的ip地址和端口号，也可以通过getpeername()显示远程机器的ip地址和端口号。
如：在python shell中
>>> import socket
>>> s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
>>> port=socket.getservbyname('http','tcp')
>>> s.connect(('www.baidu.com',port))
>>> print s.getsockname()
('192.168.87.138', 3213)
>>> print s.getpeername()
('220.181.111.147', 80)
Socket 模块的类方法
类方法说明
Socket 低层网络接口（每个 BSD API）
socket.socket(family, type) 创建并返回一个新的 socket 对象
socket.getfqdn(name) 将使用点号分隔的 IP 地址字符串转换成一个完整的域名
socket.gethostbyname(hostname) 将主机名解析为一个使用点号分隔的 IP 地址字符串
socket.fromfd(fd, family, type) 从现有的文件描述符创建一个 socket 对象

Socket 模块的实例方法
实例方法说明
sock.bind( (adrs, port) ) 将 socket 绑定到一个地址和端口上
sock.accept() 返回一个客户机 socket（带有客户机端的地址信息）
sock.listen(backlog) 将 socket 设置成监听模式，能够监听 backlog 外来的连接请求
sock.connect( (adrs, port) ) 将 socket 连接到定义的主机和端口上
sock.recv( buflen[, flags] ) 从 socket 中接收数据，最多 buflen 个字符
sock.recvfrom( buflen[, flags] ) 从 socket 中接收数据，最多 buflen 个字符，同时返回数据来源的远程主机和端口号
sock.send( data[, flags] ) 通过 socket 发送数据
sock.sendto( data[, flags], addr ) 通过 socket 发送数据
sock.close() 关闭 socket
sock.getsockopt( lvl, optname ) 获得指定 socket 选项的值
sock.setsockopt( lvl, optname, val ) 设置指定 socket 选项的值

举例：
>>> import socket
>>> socket.gethostbyname('www.baidu.com')
'220.181.111.147'
>>> socket.gethostbyname('www.126.com')
'123.125.50.22'
>>> socket.getfqdn('123.125.50.22')
'123.125.50.22'
这里getfqdn却不能返回域名？

5、处理错误
关于错误异常的处理，主要就是用try、except语句。如将python网络编程学习笔记（1）中gopherclient.py进行一下修改：

# -*- coding: cp936 -*-##modify by 小五义 http://www.cnblogs.com/xiaowuyiimport socket,sysport =70host=sys.argv[1]filename=sys.argv[2]try:    s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)except Socket.error,e:    print "建立socket错误：%s"%etry:    s.connect((host,port))except socket.gaierror,e:    print "host或者端口错误：%s" %eexcept socket.error,e:    print "连接错误：%s" %etry:    s.sendall(filename+"\r\n")except socket.error,e:    print "数据发送错误：%s" %e    sys.exit(1)while 1:    try:        buf=s.recv(2048)    except socket.error,e:        print "接收错误：%s"%e        sys.exit(1)    if 'does not exist' in buf:        print "%s文件不存在" %filename    else:        if not len(buf):            break        sys.stdout.write(buf)

运行结果是：

C:\>python gopherclient.py quux.org/ wh.txt
连接错误：[Errno 10060]
数据发送错误：[Errno 10057] 由于套接字没有连接并且(当
据报套接字时)

转载请注明：参照@小五义 http://www.cnblogs.com/xiaowuyi

http://www.cnblogs.com/xiaowuyi/archive/2012/07/31/2616724.html