python之网络编程

为了实现在不同的电脑之间的通信，就需要使用网络编程。

TCP/IP简介：

互联网协议包含了上百种协议标准，其中最重要的两个协议就是TCP和IP协议

1、IP协议：

IP协议负责把数据从一台计算机通过网络发送到另一台计算机，由于互联网链路复杂，两台计算机之间经常有多条线路，因此，路由器就负责决定如何把一个IP包转发出去，IP包的特点是按块发送，途径多个路由，但是不保证都能到达，也不能保证顺利到达

2、TCP协议：

TCP协议是建立在IP协议之上的，TCP协议负责在两台计算机之间建立连接，保证数据包按顺序到达，通过3次握手建立可靠性连接，然后需要对每个IP包进行编号，确保对方按顺序收到，如果包丢掉了就自动重发。

UDP简介：

相对于TCP协议，UDP协议则是面向无连接的协议，使用UDP协议时，不需要建立连接，只需要知道对方的IP和端口号，就可以发送数据包，但是数据无法保证一定到达，虽然使用UDP传输数据不可靠，但它的优点是传输速度快，如果不要求可靠性到达的数据而言，可以考虑使用UDP协议

Socket简介：

为了让两个程序之间通过网路进行通信，二者均必须使用Socket套接字，通常也称为套接字，用于描述IP地址和端口，它是一个通信链的句柄，用于实现不同虚拟机或不同计算机之间的通信。

在Python中，使用socket模块的socket()函数就可以完成，语法格式如下：

s = socket.socket(AddressFamily,Type)

• Address Family：可以选择AF_INET(用于Internet进程间通信)，或者AF_UNIX(用于同一台计算机进程间通信)，实际工作中常用AF_INET
• Type：套接字类型，可以是SOCK_STREAM(流式套接字，主要用于TCP协议)或者SOCK_DGRAM(数据包套接字，主要用于UDP协议)

例如：通过下面方式创建TCP或者UDP套接字，如图：

注意：上面的socket.socket()中不加任何参数，默认情况下就是创建TCP套接字

创建完成后，生成一个socket对象，socket对象主要方法如下：

函数	描述
s.bind()	绑定地址(host,port)到套接字，在AF_INET下，以元组(host,port)形式表示地址
s.listen()	开启TCP监听,参数为在拒绝连接之前，操作系统可以挂起的最大连接数量，一般设置为5
s.accept()	被动接受TCP客户端连接(阻塞式)，等待连接到来
s.connect()	主动初始化TCP连接，参数的格式一般为元组(hostname,port)，如果连接出错，返回socket.error错误
s.recv()	接受TCP数据，数据以字符串形式返回，参数可以指定最大数据量
s.send()	发送TCP数据，将string中的数据发送到连接的套接字，返回值是要发送的字节数量
s.sendall()	完整发送TCP数据，将string中的数据发送到连接的套接字，在返回之前会尝试发送所有数据，成功返回None，失败抛出异常
s.recvfrom()	接受UDP数据，与recv()类似，返回值是(data,address)，其中data是包含接受数据的字符串，address是发送数据的套接字地址
s.sendto()	发送UDP数据，将数据发送到套接字，address形式为(ipaddr,port)的元组，指定远程地址，返回值是发送的字节数
s.close()	关闭套接字

TCP编程

1、创建TCP服务器：

如果要完成一个TCP服务器的功能，需要的流程如下：

• 使用socket()创建一个套接字
• 使用bind()绑定IP和port
• 使用listen()使套接字变为可被动连接
• 使用accept()等待客户端连接
• 使用recv/send()接受和发送数据

例如：使用socket模块，通过客户端浏览器向本地服务器(127.0.0.1)发起请求，服务器接收到请求，向浏览器发送helloworld，创建一个server.py文件，如图 ：

此时通过浏览器访问，结果如下：

2、创建TCP客户端：

上面的例子中是用浏览器作为客户端来接收数据，下面，创建一个TCP客户端，通过该客户端向服务器发送和接受消息，创建一个client.py，如图：

接下来同时启动第一步的服务端server.py和上图中的客户端client.py，然后在客户端中输入数据，服务器可以返回数据，如图：

3、执行TCP服务器和客户端

下面的例子实现了客户端和服务端的简易聊天，当有一方输入byebye后就退出，如图：

#服务端的代码
import socket
host = socket.gethostname()  #获取主机地址
port = 12345
s = socket.socket()          #创建TCP套接字
s.bind((host,port))          #绑定主机地址和端口
s.listen(1)                  #设置最多连接数量
sock,addr = s.accept()       #被动接受TCP客户端连接
info = sock.recv(1024).decode() #decode()将byte类型转换为字符串
while info != 'byebye':
    if info:
        print("接受到的内容为:",info)
    send_data = input("输入发送内容：")
    sock.send(send_data.encode()) #发送TCPshuju
    if send_data == 'byebye':     #如果发送byebye就推出
        break
    info = sock.recv(1024).decode() #接受客户端数据
sock.close()                        #关闭客户端套接字
s.close()                           #关闭服务器套接字

#客户端代码
import socket
s = socket.socket()             #创建TCP套接字
host = socket.gethostname()
port = 12345
s.connect((host,port))
info = ''
while info != 'byebye':
    send_data = input("请输入发送内容:")
    s.send(send_data.encode())
    if send_data == 'byebye':
        break
    info = s.recv(1024).decode()
    print("接受到的内容是:",info)
s.close()