Python的網路編程主要支持兩種網路協議：TCP和UDP。這兩種協議都通過叫Socket的編程抽象進行處理。Socket起源於Unix，是類似於文件的存在，可以像文件一樣進行I/O、打開、關閉等操作，最主要的是它可以實現網路上不同主機的進程間通信，所以基本上Socket是任何一種網路通訊中最基礎的 ...
Python的網路編程主要支持兩種網路協議：TCP和UDP。這兩種協議都通過叫Socket的編程抽象進行處理。Socket起源於Unix，是類似於文件的存在，可以像文件一樣進行I/O、打開、關閉等操作，最主要的是它可以實現網路上不同主機的進程間通信，所以基本上Socket是任何一種網路通訊中最基礎的內容。
Python中建立一個套接字很簡單：
import socket s = socket.socket(family, type)
地址族
family為地址族，該族指定要使用的網路協議，主要使用的有：
- AF_INET：IPv4協議(TCP，UDP)
- AF_INET6：IPv6協議(TCP，UDP)
- AF_UNIX：UNIX域協議，用於同一臺機器的進程間通訊
套接字類型
type為套接字類型，指定給定的協議組中使用的通信類型：
- SOCK_STREAM：用於TCP
- SOCK_DGRAM：用於UDP
TCP和UDP都是基於Client/Server的編程模型，所以Socket編程也分為客戶端和伺服器端，以TCP為例：
TCP客戶端編程
要獲取遠程主機的ip地址，可以使用socket標準庫提供的gethostbyname()方法：
>>> import socket
>>> socket.gethostbyname('www.baidu.com')
'115.239.211.112'
socket套接字實例s可用於客戶端的方法有以下幾個：
- s.connect(addr)：連接伺服器端套接字。addr格式取決於地址族，對於IPv4來說，是一個包含ip地址與埠的元組，(host, port)。連接失敗會報socket.error錯誤。
- s.sendall(string)：嘗試發送所有數據，成功則返回None，失敗則報異常。
- s.recv(bufsize)：接收數據，bufsize指定接收的最大數據量。
- s.close()：關閉套接字
OK，現在可以用socket向遠程主機發送一個HTTP GET請求了：
# -*- coding: utf-8 -*- import socket s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) #建立套接字 host = 'www.baidu.com' port = 80 ip = socket.gethostbyname(host) #獲取ip s.connect((ip, port)) #建立連接 message = 'GET / HTTP/1.1\r\n\r\n' s.sendall(message) #發送GET請求 r = s.recv(4096) #接收數據 print r s.close() #關閉套接字
返回：
HTTP/1.1 302 Moved Temporarily Date: Wed, 10 Jan 2018 18:56:45 GMT Content-Type: text/html Content-Length: 225 Connection: Keep-Alive Location: http://www.baidu.com/search/error.html Server: BWS/1.1 X-UA-Compatible: IE=Edge,chrome=1 BDPAGETYPE: 3 Set-Cookie: BDSVRTM=0; path=/
下麵我們可以實現自己的伺服器。
TCP伺服器端編程
Socket實例與伺服器端編程有關的方法有以下幾個：
- s.bind(addr)：addr也是(host, port)形式的元組，將套接字綁定到特定的地址和埠上。空字元串表示任意地址，'broadcast'可以用做發送廣播信息。
- s.listen(backlog)：開始監聽連接，backlog為最大掛起連接次數。
- s.accept：返回元組(conn，addr)，conn為新的套接字，可以用來發送和接收數據。addr是客戶端的套接字地址。
- s.recv()、s.sendall()和s.close()與客戶端同。
現在寫一個將客戶端發送來的信息發送回去的伺服器：
# -*- coding: utf-8 -*- import socket import sys HOST = '' PORT = 8088 s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) s.bind((HOST, PORT)) s.listen(5) print '開始監聽' conn, addr = s.accept() print 'Connected with ' + addr[0] + ':' + str(addr[1]) data = conn.recv(1024) conn.sendall(data) conn.close() s.close()
運行：
>>> 開始監聽
伺服器開始監聽連接了。修改一下剛纔寫的客戶端程式：
# -*- coding: utf-8 -*- import socket s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) host = 'localhost' port = 8088 s.connect((host, port)) #建立連接 message = 'GET / HTTP/1.1\r\n\r\n' s.sendall(message) #發送GET請求 r = s.recv(4096) #接收數據 print r s.close() #關閉套接字
運行，連接本地的伺服器，伺服器端輸出：
>>> 開始監聽 Connected with 127.0.0.1:60933
連接成功。客戶端輸出：
>>> GET / HTTP/1.1
發送的消息被返回了。
這就是一個最簡單的伺服器了。上述伺服器只能處理一次連接，這顯然不是我們想看到的，保持一直運行：
# -*- coding: utf-8 -*-
import socket
import sys
HOST = ''
PORT = 8088
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind((HOST, PORT))
s.listen(5)
print '開始監聽'
while True:
conn, addr = s.accept()
print 'Connected with ' + addr[0] + ':' + str(addr[1])
data = conn.recv(1024)
conn.sendall(data)
conn.close()
s.close()
現在就可以使用客戶端無限連接了：
>>> 開始監聽 Connected with 127.0.0.1:61240 Connected with 127.0.0.1:61242 Connected with 127.0.0.1:61245 Connected with 127.0.0.1:61250
伺服器端多線程處理連接
現在伺服器端雖然可以處理無限多個連接，但只能一個一個的處理，後面的客戶端連接只能等待前面的連接完成才能發送數據。要同時處理多個連接，可以使用多線程。伺服器端接收到新的連接後，開啟一個線程處理新連接，主線程去建立下一個連接。
伺服器端：
# -*- coding: utf-8 -*-
import socket
import threading
HOST = ''
PORT = 8088
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind((HOST, PORT))
s.listen(5)
print '開始監聽'
def runThread(conn):
data = conn.recv(1024)
print data
conn.sendall(data)
conn.close()
while True:
conn, addr = s.accept()
print 'Connected with ' + addr[0] + ':' + str(addr[1])
t = threading.Thread(target=runThread, args=(conn,))
t.daemon = True
t.start()
客戶端啟動多個連接：
# -*- coding: utf-8 -*-
import socket
import time
import threading
def run():
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
host = 'localhost'
port = 8088
s.connect((host, port))
message = 'GET / HTTP/1.1\r\n\r\n'
s.sendall(message)
print s.recv(4096)
s.close()
if __name__ == '__main__':
for i in xrange(4):
t = threading.Thread(target=run)
t.start()
運行：
開始監聽 Connected with 127.0.0.1:61772 GET / HTTP/1.1 Connected with 127.0.0.1:61773 GET / HTTP/1.1 Connected with 127.0.0.1:61774 GET / HTTP/1.1 Connected with 127.0.0.1:61775 GET / HTTP/1.1
UDP編程
UDP與TCP的不同之處在於UDP是不用建立連接的。
在此需要使用s.recvfrom()與s.sendto()方法，前者與s.recv()相同，但返回(data, addr)的元組，addr為數據發送端的套接字地址，後者發送數據時需要加入要發送的遠程地址。
伺服器：
# -*- coding: utf-8 -*-
import socket
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
s.bind(('', 10000))
while True:
data, addr = s.recvfrom(1024)
print '接收到%s的連接'%str(addr)
s.sendto(data, addr)
客戶端：
# -*- coding: utf-8 -*-
import socket
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
s.sendto('Hello World', ('localhost', 10000))
r, addr = s.recvfrom(1024)
print r
s.close()
運行：
>>>
接收到('127.0.0.1', 64112)的連接
>>>
Hello World
