Py修行路 python基础（二十四）socket编程

socket编程

一、客户端/服务端架构

　　客户端/服务端架构即C/S架构，包括：1、硬件C/S架构，2、软件C/S架构。

　　互联网中处处都是C/S架构，学习socket 就是为了完成C/S架构的开发。

　C/S架构：
　　server端要：
　　　1、力求一直提供服务
　　　2、要绑定一个唯一的地址，让客户端能明确的找到服务端。

二、OSI七层

　　1、一个完整的计算机系统是由硬件、操作系统、应用软件三者组成,具备了这三个条件，一台计算机系统就可以自己跟自己玩了。

　　如果要跟别人一起玩，那就需要上网了。互联网的核心就是由一堆协议组成，协议就是标准，全世界人通信的标准是英语，如果把计算机比作人，互联网协议就是计算机界的英语。所有的计算机都学会了互联网协议，那所有的计算机都就可以按照统一的标准去收发信息从而完成通信了。人们按照分工不同把互联网协议从逻辑上划分了层级，详见网络通信原理：http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5937962.html

　　2、学socket前学互联网协议的意义：

　　学习socket编程目的是开发一款C/S架构软件，而这款软件是基于网络进行通信的。网络的核心就是一堆协议，基于网络开发软件就必须遵守这些标准；同时socket对网络通信协议进行了接口类型的封装，当需要使用某个协议的时候直接调用这个接口就能实现。

Py修行路 python基础（二十四）socket编程

三、socket

　　Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。

　　所以，我们无需深入理解tcp/udp协议，socket已经为我们封装好了，我们只需要遵循socket的规定去编程，写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准。

　　也有人将socket说成ip+port，ip是用来标识互联网中的一台主机的位置，而port是用来标识这台机器上的一个应用程序，ip地址是配置到网卡上的，而port是应用程序开启的，ip与port的绑定就标识了互联网中独一无二的一个应用程序

　　而程序的pid是同一台机器上不同进程或者线程的标识

四、套接字

　　套接字起源于 20 世纪 70 年代，。一开始,套接字被设计用在同一台主机上多个应用程序之间的通讯。这也被称进程间通讯,或 IPC。

　　套接字有两种（或者称为有两个种族）,分别是基于文件型的和基于网络型的。

基于文件类型的套接字家族：

名字：AF_UNIX

　　常用于linux环境中，因为linux中一切皆文件，基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据，两个套接字进程运行在同一机器，可以通过访问同一个文件系统间接完成通信。

基于网络类型的套接字家族：

名字：AF_INET

　　网络通信中的ipv4协议，基于网络编程，几乎都使用AF_INEF。

五、套接字工作流程：

Py修行路 python基础（二十四）socket编程

　　先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept接收连接请求，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束。

六、socket模块的使用方法：

 import socket
 socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)
 socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默认值为 0。
  
 #获取tcp/ip套接字
 tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

服务端套接字函数
s.bind()    绑定(主机,端口号)到套接字
s.listen()  开始TCP监听
s.accept()  被动接受TCP客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来

客户端套接字函数
s.connect()     主动初始化TCP服务器连接

公共用途的套接字函数
s.recv()            接收TCP数据
s.send()            发送TCP数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)

s.recvfrom()        接收UDP数据
s.sendto()          发送UDP数据
s.close()           关闭套接字

七、基于TCP的套接字

　　此时就需要深刻的理解TCP协议的三次握手，四次挥手！

socket通信流程与打电话流程的类似，那就先以打电话的例子做一个简单的套接字通信。

import socket
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机
phone.bind(('127.0.0.1',8080)) #绑定手机卡

phone.listen(5) #开机  

print('starting....')

conn,addr=phone.accept() #等待电话链接
print('电话线路是',conn)
print('客户端的手机号是',addr)

data=conn.recv(1024) #收消息 
print('客户端发来的消息是',data)

conn.send(data.upper()) #将收到的数据转换成大写，发回
conn.close()
phone.close()

服务端