在学Python之前,先复习一下网络的基本概念。
比如TCP/IP 4层模型,最上面的应用软件发送数据包,数据包在运输层加上TCP或者UDP的报头,然后在网络层加上IP的报头,然后在数据链路层根据ethernet协议分割成帧,每个帧TCP的最大数值为1500个字节,因此一个3200字节的包可以被分割成3个帧,然后依次从物理层发通过高低电压(对应0和1的二进制)发送出去。接收方通过同样的方式逆向的组合帧,然后依次去掉每一层的报文,最后获得数据。
对于程序开发人员而言,如果直接和每一层的协议打交道会非常麻烦,所幸有了socket这样一个抽象的接口,可以通过socket来进行网络通信的编程。
Socket的基本流程如下所示
简单的理解一下基本函数:
socket()因为socket的本质就是一个特殊的文件,这个相当于普通文件的open操作。打开的时候 可以指定IP地址类型,TCP或者UDP等等;
bind()绑定端口和IP地址
listen()指定backlog的数目,即可以排队连接的最大个数。
accept()可以监听指定的socket地址,阻塞直到有客户端发送请求连接
connect()客户端可以发送请求,连接到服务器
read()读取数据
write()发送数据
close()双方可以随时终止连接
其他函数的具体解释可以参考
http://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5040823.html
为了更好的理解socket的连接和断开,我们需要了解TCP的握手和断开的流程。
TCP 3次握手连接
-
当客户端调用connect时,触发了连接请求,向服务器发送了SYN J包,这时connect进入阻塞状态;
-
服务器监听到连接请求,即收到SYN J包,调用accept函数接收请求向客户端发送SYN K ,ACK J+1,这时accept进入阻塞状态;
-
客户端收到服务器的SYN K ,ACK J+1之后,这时connect返回,并对SYN K进行确认;服务器收到ACK K+1时,accept返回,至此三次握手完毕,连接建立。
TCP 4次分手断开连接
-
某个应用进程首先调用close主动关闭连接,这时TCP发送一个FIN M;
-
另一端接收到FIN M之后,执行被动关闭,对这个FIN进行确认。它的接收也作为文件结束符传递给应用进程,因为FIN的接收意味着应用进程在相应的连接上再也接收不到额外数据;
-
一段时间之后,接收到文件结束符的应用进程调用close关闭它的socket。这导致它的TCP也发送一个FIN N;
-
接收到这个FIN的源发送端TCP对它进行确认
下面看个简单的例子:
server.py
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|
import
socket
ip_port
=
(
'127.0.0.1'
,
5555
)
s
=
socket.socket()
s.bind(ip_port)
s.listen(
5
)
conn,addr
=
s.accept()
while
True
:
try
:
recv_data
=
conn.recv(
1024
)
if
str
(recv_data,encoding
=
'utf-8'
)
=
=
'exit'
:
break
print
(
str
(recv_data,encoding
=
'utf8'
))
send_data
=
recv_data.upper()
conn.send(send_data)
#如果客户端断开连接,服务器会抛出异常,自动停止
except
Exception as ex:
break
conn.close()
|
client.py
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|
import
socket
ip_port
=
(
'127.0.0.1'
,
5555
)
s
=
socket.socket()
s.connect(ip_port)
while
True
:
data
=
input
(
'>>'
).strip()
if
len
(data)
=
=
0
:
continue
#如果直接输入空格或者回车,直接会卡住,因为服务器方面recv不会接受空值,会导致阻塞
s.send(bytes(data,encoding
=
'utf8'
))
if
data
=
=
'exit'
:
break
recv_data
=
s.recv(
1024
)
print
(
str
(recv_data,encoding
=
'utf8'
))
s.close()
|
结果如下:
客户端效果
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|
"C:\Program Files\Python3\python.exe"
C:
/
Users
/
yli
/
pycharmprojects
/
Exercise
/
week9
/
client1.py
>>aaa
AAA
>>bbb
BBB
>>Exit
EXIT
>>exit
|