【Python之旅】第五篇（一）：Python Socket通信原理

摘要：  只要和网络服务涉及的，就离不开Socket以及Socket编程，下面就说说Python Socket通信的基本原理。 1.Socket     socket也称作“套接字”，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。应用程序通常通过“套接字”向网络发出请求或者应答网络请求。可以列举中国移动或...

 只要和网络服务涉及的，就离不开Socket以及Socket编程，下面就说说Python Socket通信的基本原理。 

1.Socket

    socket也称作“套接字”，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。应用程序通常通过“套接字”向网络发出请求或者应答网络请求。可以列举中国移动或者是中国电信等的电话客服，当然，也可以看下面的图片来作形象的说明。

    socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是：一切皆文件，即都可以用“打开open—>读写write/read—>关闭close”模式来操作。Socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）。

    可以看下面的图示来形象说明：

ble python 通信 python通信原理_ble python 通信

2.Socket编程

（1）Socket服务器编程

    主要包括下面的几步：

1.打开socket

2.绑定到一个地址和端口

3.侦听进来的连接

4.接受连接

5.读写数据 

（2）Socket客户端编程

    主要包括下面的几步：

1.打开socket

2.连接到一个地址和端口

3.读写数据 

3.Socket类型

    Socket从类型上分，可以有以下几种：

socket类型

适用范围

说明

socket.AF_UNIX

只能够用于单一的Unix系统进程间通信

不能在不同主机之间通信

socket.AF_INET

服务器之间网络通信

目前常用的就是这种

socket.AF_INET6

IPv6

由于IPv6未推广，也少用

    上面是socket的类型，细分的话还有socket的数据包类型，图示如下：

ble python 通信 python通信原理_套接字_02

    常用的是第一种和第二种，即for TCP和for UDP的类型，当然socket.SOCK_RAW也需要注意，因为它可以构造IP头，因此沿着这个思路，可以合伪造不同源IP地址的数据包，以对一些中小型企业服务器发动Dos攻击。 

4.Socket函数

    对socket进行相关操作如“读/写IO、打开、关闭”的函数即是Socket函数，可以看下面的图示：

ble python 通信 python通信原理_Python_03

ble python 通信 python通信原理_ble python 通信_04

ble python 通信 python通信原理_ble python 通信_05

ble python 通信 python通信原理_ble python 通信_06

    只需要记住常用的就可以，即通常会在Server端和Client端中编程会用到的，可以见下面的例子。 

5.Socket例子

    下面就写一个单线程非交互式的socket，在本机里实现通信就好了。

Server端：

import socket                #导入socket类
 
HOST =''                     #定义侦听本地地址口（多个IP地址情况下），这里表示侦听所有，也可以写成0.0.0.0
PORT = 50007                 #Server端开放的服务端口
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)    #选择Socket类型和Socket数据包类型
s.bind((HOST, PORT))         #绑定IP地址和端口
s.listen(1)                  #定义侦听数开始侦听（实际上并没有效果）
conn, addr = s.accept()      #定义实例，accept()函数的返回值可以看上面的socket函数说明
 
print 'Connected by', addr
while 1:
data = conn.recv(1024)    #接受套接字的数据
if not data:break         #如果没有数据接收，则断开连接
print 'revc:',data        #发送接收到的数据
conn.sendall(data)        #发送接收到的数据
conn.close()                      #关闭套接字

Client端：

import socket
 
HOST = '192.168.1.13'        #定义目标主机名
PORT = 50007                 #定义目标主机开放服务端口号
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  #选择Socket类型和Socket数据包类型 
s.connect((HOST, PORT))      #连接到目标主机的socket（套接字）中
 
s.sendall('Hello, world!')   #发送数据
data = s.recv(1024)          #接收数据
s.close()                    #关闭socket
print 'Received', repr(data)

演示：

步骤1：Server端运行服务端程序

xpleaf@xpleaf-machine:/mnt/hgfs/Python/day5$ python server4.py 
===>光标在此处处于等待状态

步骤2：Client端运行客户端程序

xpleaf@xpleaf-machine:/mnt/hgfs/Python/day5$ python client4.py 
Received 'Hello, world!    ===>收到服务端返回的数据

步骤3：在Server端中观察现象

xpleaf@xpleaf-machine:/mnt/hgfs/Python/day5$ python server4.py 
Connected by ('192.168.1.13', 52641)    ===>有客户端连接进来，52641为Client的随机端口号
revc: Hello, world!                     ===>收到来自Client端的数据