7.1 套接字（socket）

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7.1 套接字（socket）

文章目录

• • **创建套接字**
  • **绑定套接字**
  • **监听连接**
  • **接受连接**
  • **发送和接收数据**
  • **关闭套接字**
  • **TCP服务器示例**

套接字（socket）是计算机之间进行通信的一种技术，它允许不同主机上的进程之间进行数据交换。在Python中，我们可以使用socket模块来创建和使用套接字。

Socket（套接字）是 Python 网络编程中最基本的通信工具，它实现了各种网络协议的传输层，包括 TCP、UDP 等。在 Python 中，可以使用标准库中的 socket 模块来创建和处理 Socket。

Python 的 socket 模块提供了一系列函数和类，方便用户进行 Socket 编程。其中，最常用的几个函数有：

socket()：创建一个新的套接字对象，可以指定通信协议（如 AF_INET、AF_UNIX）、套接字类型（如 SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM）等参数。
bind()：将套接字绑定到一个具体地址和端口上，指定本地 IP 地址和端口号。
listen()：将套接字设置为监听模式，等待客户端请求。
accept()：接收客户端连接并创建一个新的套接字对象，用于客户端和服务器之间的通信。
connect()：与远程服务器建立连接。
send()：向对端发送数据。
recv()：从对端接收数据。
除此之外，socket 模块还提供了一些其他的函数和类，用于设置套接字选项、管理多个套接字等操作。

使用 socket 编程可以实现各种网络通信应用，例如 Web 网站、游戏服务器、聊天系统等等。通过 socket 的封装，Python 已经实现了一些高级协议，如 HTTP、FTP、SMTP 等，可以方便地实现客户端和服务器之间的数据传输。

虽然 Socket 编程相对底层，需要自行处理数据的编解码、协议解析等问题，但是它提供了灵活和可定制的网络通信方式，能够满足各种网络应用的需求。

首先，我们需要导入socket模块：

import socket

在网络编程中，有两种主要类型的套接字：流套接字（Stream Sockets）和数据报套接字（Datagram Sockets）。流套接字使用传输控制协议（TCP）进行通信，而数据报套接字使用用户数据报协议（UDP）进行通信。我们将主要关注TCP套接字，因为它们更常用且提供了可靠的双向通信。

创建套接字

要创建一个TCP套接字，我们可以使用socket.socket()函数：

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

这里，socket.AF_INET表示我们使用IPv4地址，socket.SOCK_STREAM表示我们使用TCP协议。

绑定套接字

创建套接字后，我们需要将其绑定到一个地址和端口。这可以使用bind()方法完成：

address = ('localhost', 12345)
s.bind(address)

这里，我们绑定了套接字到本地地址（‘localhost’）和端口（12345）。

监听连接

在绑定套接字后，我们需要开始监听客户端的连接。我们可以使用listen()方法来实现这一点：

s.listen(5)

这里的数字5表示允许的最大连接数。

接受连接

当有客户端尝试连接时，我们可以使用accept()方法来接受连接。这将返回一个新的套接字对象和客户端地址：

client_socket, client_address = s.accept()

发送和接收数据

现在我们已经建立了连接，可以使用send()和recv()方法发送和接收数据。例如：

data = client_socket.recv(1024)  # 接收最多1024字节的数据
client_socket.send(b'Hello, client!')  # 发送数据

请注意，我们需要使用字节类型的数据进行通信。

关闭套接字

通信完成后，我们需要关闭套接字以释放资源。我们可以使用close()方法来实现这一点：

client_socket.close()
s.close()

这就是一个简单的TCP套接字服务器的基本结构。为了让您更好地理解，这里有一个完整的示例：

TCP服务器示例

import socketdef main():s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)address = ('localhost', 12345)s.bind(address)s.listen(5)print("Waiting for connections...")client_socket, client_address = s.accept()print(f"Connected to {client_address}")data = client_socket.recv(1024)print(f"Received: {data}")client_socket.send(b'Hello, client!')client_socket.close()s.close()if __name__ == '__main__':main()

这个示例展示了如何创建一个简单的TCP服务器，它接受来自客户端的连接和数据，并向客户端发送一条消息。您可以根据自己的需求修改这个示例，以实现不同的功能。

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