Python学习笔记（十九）网络编程

参考资料：https://www.liaoxuefeng.com/wiki/001374738125095c955c1e6d8bb493182103fac9270762a000/00138683226192949cd41410a6d4f1ebfa9ba40bbd1399d000

1、更确切地说，网络通信是两台计算机上的两个进程之间的通信。网络编程对所有开发语言都是一样的，Python也不例外。用Python进行网络编程，就是在Python程序本身这个进程内，连接别的服务器进程的通信端口进行通信。两个进程在两台计算机之间建立网络连接就需要各自的IP地址和各自的端口号。一个进程也可能同时与多个计算机建立链接，因此它会申请很多端口

2、Socket是网络编程的一个抽象概念。通常我们用一个Socket表示“打开了一个网络链接”，而打开一个Socket需要知道目标计算机的IP地址和端口号，再指定协议类型即可。

3、大多数连接都是可靠的TCP连接。创建TCP连接时，主动发起连接的叫客户端，被动响应连接的叫服务器。作为服务器，提供什么样的服务，端口号就必须固定下来。比如80端口是Web服务的标准端口。其他服务都有对应的标准端口号，例如SMTP服务是25端口，FTP服务是21端口，等等。端口号小于1024的是Internet标准服务的端口，端口号大于1024的，可以任意使用。

下面是通过80端口访问网站主页的学习代码：

def connectNet(address, dest):
    import socket
    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    s.connect((address, 80))
    s.send('GET / HTTP/1.1\r\nHost: %s\r\nConnection: close\r\n\r\n' % address)
    buffer = []
    while True:
        # 每次最多接收1k字节:
        d = s.recv(1024)
        if d:
            buffer.append(d)
        else:
            break
    data = ''.join(buffer)
    s.close()
    header, html = data.split('\r\n\r\n', 1)
    print header
    # 把接收的数据写入文件:
    with open(dest, 'wb') as f:
        f.write(html)

def Test():
    s = raw_input('input net address like www.sina.com.cn:')
    d = raw_input('input a filename to save content:')
    try:
        connectNet(s, d)
    except BaseException, e:
        print 'error occured on connect %s:%s' % (s, e.message)

4、用TCP协议进行Socket编程在Python中十分简单，对于客户端，要主动连接服务器的IP和指定端口，对于服务器，要首先监听指定端口，然后，对每一个新的连接，创建一个线程或进程来处理。通常，服务器程序会无限运行下去。同一个端口，被一个Socket绑定了以后，就不能被别的Socket绑定了。下面是学习代码：

服务器端：server.py

import socket, threading, time
#客户端连接响应
def tcplink(sock, addr):
    print 'Accept new connection from %s:%s...' % addr
    sock.send('Welcome!')
    while True:
        data = sock.recv(1024)
        time.sleep(1)
        if data == 'exit' or not data:
            break
        sock.send('Hello, %s!' % data)
    sock.close()
    print 'Connection from %s:%s closed.' % addr
#在给定地址和端口启动Socket服务
def server(address, port):
    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    s.bind((address, port))
    s.listen(5)
    print 'waiting for connection ...'
    while True:
        sock, addr = s.accept()
        t = threading.Thread(target=tcplink, args=(sock, addr))
        t.start()

if __name__ == '__main__':
    server('127.0.0.1', 9999)

客户端：client.py

import socket

def connectServer(addr, port, data):
    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    # 建立连接:
    s.connect((addr, port))
    # 接收欢迎消息:
    print s.recv(1024)
    # 发送数据:
    s.send(data)
    print s.recv(1024)
    s.send('exit')
    s.close()

if __name__ == '__main__':
    s = raw_input('input your name:')
    connectServer('127.0.0.1', 9999, s)

注：测试时，先运行server.py，然后再独立运行client.py，可在本机的两个运行窗口下看到socket通信效果如下：

5、TCP是建立可靠连接，并且通信双方都可以以流的形式发送数据。相对TCP，UDP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地址和端口号，就可以直接发数据包。但是，能不能到达就不知道了。虽然用UDP传输数据不可靠，但它的优点是和TCP比，速度快，对于不要求可靠到达的数据，就可以使用UDP协议。下面是学习代码：

服务器端：server.py

import socket

def server(addr, port):
    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    s.bind((addr, port))
    print 'UDP on ', port
    while True:
        data, addr = s.recvfrom(1024)
        print 'Received from %s:%s' % addr
        s.sendto('Hello, %s!' % data, addr)

if __name__ == '__main__':
    server('127.0.0.1', 9999)

客户端：client.py

import socket

def connectServer(addr, port, data):
    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    s.sendto(data, (addr, port))
    print s.recv(1024)
    s.close()

if __name__ == '__main__':
    s = raw_input('input your name:')
    connectServer('127.0.0.1', 9999, s)

注：对比上述代码，udp和tcp的编程代码区别有3处：

（1）socket.socket方法中的第2个参数，TCP为socket.SOCK_STREAM，而UDP为socket.SOCK_DGRAM。

（2）TCP需要监听，而UDP不需要。

（3）TCP编程启用了多线程，而UDP没有。

今天就学习到这里，下一节从电子邮件学起！

Python学习笔记（十九）网络编程

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