Python網路程式設計（Sockets）

Python提供了兩個級別的存取網路服務。 在低階別，可以存取底層作業系統中的基本通訊端支援，這允許您實現面向連線和無連線協定的用戶端和伺服器。

Python還具有提供對特定應用級網路協定(如FTP，HTTP等)的更高階別存取的庫。

本章將了解和學習網路中最著名的概念 - 通訊端程式設計。

1.什麼是通訊端？

通訊端(Sockets)是雙向通訊通道的端點。 通訊端可以在一個進程內，在同一機器上的進程之間，或者在不同主機的進程之間進行通訊，主機可以是任何一台有連線網際網路的機器。

通訊端可以通過多種不同的通道型別實現：Unix域通訊端，TCP，UDP等。 通訊端庫提供了處理公共傳輸的特定類，以及一個用於處理其餘部分的通用介面。

通訊端有自己的術語 -

• domain - 用作傳輸機制的協定族。這些值是常數，例如：AF_INET，PF_INET，PF_UNIX，PF_X25等。

• type - 兩個端點之間的通訊型別，通常用於面向連線的協定的SOCK_STREAM和用於無連線協定的SOCK_DGRAM。

• protocol - 通常為0，這可以用於標識域和型別中的協定的變體。
• hostname - 網路介面的識別符號 -
  • 一個字串，可以是一個主機名，一個有四個點符號的IP地址，或一個冒號中的IPV6地址(可能是點)符號。
  • 一個字串「<broadcast>」，它指定一個INADDR_BROADCAST地址。
  • 零長度字串，指定INADDR_ANY，或
  • 整數，以主機位元組順序解釋為二進位制地址。
• port - 每個伺服器監聽一個或多個埠的用戶端的呼叫。埠可能是Fixnum埠號，包含埠號的字串或服務名稱。

2. socket模組

要建立通訊端，必須使用通訊端模組中的socket.socket()函式，該函式具有一般語法 -

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

這裡是上述引數的描述 -

• socket_family - 它的值可以是：AF_UNIX或AF_INET，如前所述。
• socket_type - 它的值可以是：SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM。
• protocol - 這通常被省略，預設為0。

當建立了通訊端物件這後，就可以使用所需的函式來建立用戶端或伺服器程式。 以下是所需函式的列表：

伺服器通訊端方法

用戶端通訊端方法

通用通訊端方法

3.一個簡單的伺服器

要編寫網際網路伺服器，可使用socket模組中可用的socket()來建立通訊端物件。 然後使用通訊端物件呼叫其他函式來設定通訊端伺服器。

現在呼叫bind(hostname，port)函式來指定主機上服務的埠。

接下來，呼叫返回物件的accept()方法。 此方法在您指定的埠等待用戶端連線，連線成功後返回一個連線(connection)物件，該物件表示與該用戶端的連線。

#!/usr/bin/python3           # This is server.py file
import socket

# create a socket object
serversocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 

# get local machine name
host = socket.gethostname()                           

port = 8088

# bind to the port
serversocket.bind((host, port))                                  
print("Server start at port: 8088")
# queue up to 5 requests
serversocket.listen(5)                                           

while True:
    # establish a connection
    clientsocket,addr = serversocket.accept()      

    print("Got a connection from %s" % str(addr))

    msg='Thank you for connecting'+ "\r\n"
    clientsocket.send(msg.encode('ascii'))
    clientsocket.close()

4.一個簡單的用戶端

下面接著編寫一個非常簡單的用戶端程式，開啟與給定埠8088與上面的伺服器程式主機的連線。 使用Python的socket模組功能建立通訊端用戶端非常簡單。

socket.connect(hosname，port)函式開啟hostname上的port的TCP連線。當開啟了一個通訊端，就可以像任何IO物件一樣讀取它。 完成後，請記住關閉它，就像關閉檔案一樣。

範例

以下程式碼是連線到給定主機和埠的非常簡單的用戶端，從通訊端讀取任何可用資料，然後退出 -

#!/usr/bin/python3           # This is client.py file

import socket

# create a socket object
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 

# get local machine name
host = socket.gethostname()

port = 8088

# connection to hostname on the port.
s.connect((host, port))

# Receive no more than 1024 bytes
msg = s.recv(1024)

s.close()

print (msg.decode('ascii'))

現在在後台執行先執行：server.py，然後執行上面的client.py來檢視結果，如果程式沒有錯誤，那麼應該得到類似以下以結果 -

5. Python網際網路模組

Python網路/網際網路程式設計中的一些重要模組的列表如下：

請檢查上述所有庫，以使用FTP，SMTP，POP和IMAP協定。

進一步閱讀

這是Socket程式設計的一個快速開始。 這是一個廣闊的話題。 建議通過以下連結查詢更多詳細資訊 -

• Unix通訊端程式設計。

• Python通訊端庫和模組。