关于Socket那些事

Socket，即网络套接字，是双向通信通道的端点（是抽象的）。

套接字可以在一个进程内、同一台机器上的进程之间，或者在不同机器上的进程之间进行通信。

网络套接字可以通过多种不同的通道类型得以实现，例如TCP、UDP等。

换句话说，网络套接字，是在计算机网络中，两个运行程序之间通信流中的一个端点。这个端点是一个虚拟抽象的概念，并不存在任何硬件。

网络套接字可以通过IP地址和端口号的组合来唯一标识。下面我们对于Socket套接字相关术语做简单介绍，以便于后续内容的理解。

Domain（域）

作为网络中的传输机制，域是协议中的一员。这些域的值是常量，例如AF_INET、PF_INET、PF_UNIX、PF_X25等，这些常量都属于地址系列，用于指定套接字可以与之通信的地址类型。

Type（类型）

表示两个端点之间的通信类型，通常有SOCK_STREAM和SOCK_DGRAM。

SOCK_STREAM

基于TCP，数据传输比较有保障，是有保障的面向连接的Socket，即能保证数据正确传送到对方；基于数据流的传输；使用TCP/IP协议的网络编程。

SOCK_DGRAM

基于UDP，用于无向连接协议，是无保障的面向消息的socket，主要用于在网络上发放广播信息；基于数据包的传输；使用UDP协议的网络编程。

Protocol（协议）

用于标识域和类型内的协议变形。它的默认值是0，通常被省略。

Hostname（主机名）

网络接口的标识符。主机名可以是字符串、点分四组地址或冒号（也可能是点）表示法的IPV6地址。

Port（端口）

每个服务器监听调用一个或多个客户端的端口。

PythonSocket模块

在Python中实现Socket编程，就需要用到Socket模块。我们可以通过以下语法创建Socket：

# 导入socket库，创建一个简单的socket

import socket

s = socket.socket (socket_family, socket_type, protocol = 0)

创建Socket时，可以使用不同参数（相关概念可参见上文）：

·socket_family：AF_UNIX或AF_INET

·socket_type：SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM

·protocol：这通常被忽略，默认为0

SocketMethods套接字方法

Python中为套接字提供了三种不同的方法，分别是"服务端套接字方法"、"客户端套接字方法"、"通用套接字方法"。

（1）服务端套接字方法

在客户端-服务器架构中（C/S架构），有一个中央服务器，来提供服务，众多不同的客户端则从该中央服务器接收服务。众多不同客户端也会向该中央服务器发出请求。

C/S架构中的一些重要服务器套接字方法有：

socket.bind()

将服务器地址（主机名，端口号）绑定到套接字。

socket.listen()

监听与套接字的连接，该方法启动了TCP监听器；此方法中的参数用于指定排队链接的最大数量（最小值为0，最大值为5）。

socket.accept()

接受TCP客户端连接，该方法将返回一对值（conn,address），其中conn是一个新的套接字对象，用于发送和接受数据；address是绑定到套接字的地址。在使用该方法之前，必须先使用socket.bind()和socket.listen()这两个方法。

（2）客户端套接字方法

在客户端-服务器架构中（C/S 架构），客户端会请求服务器，并且也会从服务器接收服务。socket.connect(address)该方法主动建立服务器连接，简而言之，该方法的作用就是将客户端连接到服务器。

（3）通用套接字方法

除了客户端和服务端套接字方法，还有一些通用的套接字方法，这些方法在 Socket套接字编程中也非常有用。

常用的通用套接字方法有：

·.recv(bufsize)

用于从套接字接收 TCP 消息；

参数 bufsize 代表缓冲区大小，定义了该方法在任何时候可以接收的最大数据量。

·socket.send(bytes)

用于将数据发送到连接着远程机器的套接字上；参数 bytes 表示发送到套接字的字节

数。

·socket.recvfrom(data,address)

用于从套接字接收数据；

该方法返回两对值（data，address）；其中，data 表示接收到的数据，address 表示发送数据的套接字地址。

·socket.sendto(data,address)用于向套接字发送数据；

该方法返回两对值（data，address）；其中，data 表示发送的字节数，address 表示远程机器的地址。

·socket.close()用于关闭套接字。

·socket.gethostname()返回主机的名称。

·socket.sendall(data)

将所有数据发送到连接着远程机器的套接字，直到发生错误；

期间，如果发生错误，则使用 socket.close()方法关闭套接字。

4、应用：通过 Python 在服务器和客户端之间建立连接

为了能够在服务器和客户端之间建立连接，我们需要通过 Python 编写两个程序，分别用于服务器，和客户端。

【服务端程序】

（1）socket.bind()方法

在服务端 Socket 套接字程序中，通过使用 socket.bind()方法，将其绑定到指定的 IP地址及端口号上，这样一来，就可以监听到传入该 IP 和端口上的请求。

（2）socket.listen()方法

然后，使用 socket.listen()方法将服务器设置为监听模式。该方法有一个参数，表示当服务器正忙时，当前允许几个连接保持等待；例如 socket.listen(2)，则表示当前允许 2 个连接保持等待，如果第 3 个套接字尝试连接，则该连接请求会被拒绝。

（3）socket.send()方法

使用 socket.send()方法向客户端发送消息。

（4）socket.accept 方法

使用 socket.accept()方法启动连接。

（5）socket.close()方法

使用 socket.close()方法关闭连接。

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