Python3 网络编程
用Python进行网络编程,就是在Python程序本身这个进程内,连接别的服务器进程的通信端口进行通信。Python 提供了两种网络类型的编程,完全满足基本的网络编程的需求。一些更为高级的网络服务,可以借助于第三方包实现。
Python 提供了两个级别访问的网络服务。:
- 低级别的网络服务支持基本的 Socket,它提供了标准的 BSD Sockets API,可以访问底层操作系统Socket接口的全部方法。
- 高级别的网络服务模块 SocketServer, 它提供了服务器中心类,可以简化网络服务器的开发。
什么是 Socket?
Socket又称"套接字",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,使主机间或者一台计算机上的进程间可以通讯。
socket()函数
Python 中,我们用 socket() 函数来创建套接字,语法格式如下:
socket.socket([family[, type[, proto]]])
参数
- family: 套接字家族可以是 AF_UNIX 或者 AF_INET
- type: 套接字类型可以根据是面向连接的还是非连接分为SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM
- protocol: 一般不填默认为0.
Socket 对象(内建)方法
函数 | 描述 |
---|---|
服务器端套接字 | |
s.bind() | 绑定地址(host,port)到套接字, 在AF_INET下,以元组(host,port)的形式表示地址。 |
s.listen() | 开始TCP监听。backlog指定在拒绝连接之前,操作系统可以挂起的最大连接数量。该值至少为1,大部分应用程序设为5就可以了。 |
s.accept() | 被动接受TCP客户端连接,(阻塞式)等待连接的到来 |
客户端套接字 | |
s.connect() | 主动初始化TCP服务器连接,。一般address的格式为元组(hostname,port),如果连接出错,返回socket.error错误。 |
s.connect_ex() | connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常 |
公共用途的套接字函数 | |
s.recv() | 接收TCP数据,数据以字符串形式返回,bufsize指定要接收的最大数据量。flag提供有关消息的其他信息,通常可以忽略。 |
s.send() | 发送TCP数据,将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是要发送的字节数量,该数量可能小于string的字节大小。 |
s.sendall() | 完整发送TCP数据,完整发送TCP数据。将string中的数据发送到连接的套接字,但在返回之前会尝试发送所有数据。成功返回None,失败则抛出异常。 |
s.recvfrom() | 接收UDP数据,与recv()类似,但返回值是(data,address)。其中data是包含接收数据的字符串,address是发送数据的套接字地址。 |
s.sendto() | 发送UDP数据,将数据发送到套接字,address是形式为(ipaddr,port)的元组,指定远程地址。返回值是发送的字节数。 |
s.close() | 关闭套接字 |
s.getpeername() | 返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组(ipaddr,port)。 |
s.getsockname() | 返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port) |
s.setsockopt(level,optname,value) | 设置给定套接字选项的值。 |
s.getsockopt(level,optname[.buflen]) | 返回套接字选项的值。 |
s.settimeout(timeout) | 设置套接字操作的超时期,timeout是一个浮点数,单位是秒。值为None表示没有超时期。一般,超时期应该在刚创建套接字时设置,因为它们可能用于连接的操作(如connect()) |
s.gettimeout() | 返回当前超时期的值,单位是秒,如果没有设置超时期,则返回None。 |
s.fileno() | 返回套接字的文件描述符。 |
s.setblocking(flag) | 如果 flag 为 False,则将套接字设为非阻塞模式,否则将套接字设为阻塞模式(默认值)。非阻塞模式下,如果调用 recv() 没有发现任何数据,或 send() 调用无法立即发送数据,那么将引起 socket.error 异常。 |
s.makefile() | 创建一个与该套接字相关连的文件 |
简单范例
服务端
我们使用 socket 模块的 socket 函数来创建一个 socket 对象。socket 对象可以通过调用其他函数来设置一个 socket 服务。
现在我们可以通过调用 bind(hostname, port) 函数来指定服务的 port(端口)。
接着,我们调用 socket 对象的 accept 方法。该方法等待客户端的连接,并返回 connection 对象,表示已连接到客户端。
完整代码如下:
#!/usr/bin/python3 # 文件名:server.py # 导入 socket、sys 模块 import socket import sys # 创建 socket 对象 serversocket = socket.socket( socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 获取本地主机名 host = socket.gethostname() port = 9999 # 绑定端口号 serversocket.bind((host, port)) # 设置最大连接数,超过后排队 serversocket.listen(5) while True: # 建立客户端连接 clientsocket,addr = serversocket.accept() print("连接地址: %s" % str(addr)) msg='欢迎访问编程教程!'+ "\r\n" clientsocket.send(msg.encode('utf-8')) clientsocket.close()
客户端
接下来我们写一个简单的客户端范例连接到以上创建的服务。端口号为 9999。
socket.connect(hosname, port ) 方法打开一个 TCP 连接到主机为 hostname 端口为 port 的服务商。连接后我们就可以从服务端获取数据,记住,操作完成后需要关闭连接。
完整代码如下:
#!/usr/bin/python3 # 文件名:client.py # 导入 socket、sys 模块 import socket import sys # 创建 socket 对象 s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 获取本地主机名 host = socket.gethostname() # 设置端口号 port = 9999 # 连接服务,指定主机和端口 s.connect((host, port)) # 接收小于 1024 字节的数据 msg = s.recv(1024) s.close() print (msg.decode('utf-8'))
现在我们打开两个终端,第一个终端执行 server.py 文件:
$ python3 server.py
第二个终端执行 client.py 文件:
$ python3 client.py 欢迎访问编程教程!
这时我们再打开第一个终端,就会看到有以下信息输出:
连接地址: ('192.168.0.118', 33397)
Python Internet 模块
以下列出了 Python 网络编程的一些重要模块:
协议 | 功能用处 | 端口号 | Python 模块 |
---|---|---|---|
HTTP | 网页访问 | 80 | httplib, urllib, xmlrpclib |
NNTP | 阅读和张贴新闻文章,俗称为"帖子" | 119 | nntplib |
FTP | 文件传输 | 20 | ftplib, urllib |
SMTP | 发送邮件 | 25 | smtplib |
POP3 | 接收邮件 | 110 | poplib |
IMAP4 | 获取邮件 | 143 | imaplib |
Telnet | 命令行 | 23 | telnetlib |
Gopher | 信息查找 | 70 | gopherlib, urllib |
更多内容可以参阅官网的 Python Socket Library and Modules。
下一章:Python3 SMTP发送邮件
Python3 提供了邮件功能的支持。常见的邮件协议有 SMTP 和 POP3。其中 SMTP 用来发送邮件,POP3用于接收邮件。Python 提供的 SMTP 操作,封装在smtplib模块中。