python网络编程学习笔记(三):socket网络服务器

 更新时间:2014年06月09日 21:47:28   作者:  
服务器和客户端程序很类似,上节学习了客户端程序,这一节将仔细学习一下利用socket建立TCP服务器和UDP服务器

1、TCP连接的建立方法

客户端在建立一个TCP连接时一般需要两步,而服务器的这个过程需要四步,具体见下面的比较。

步骤 TCP客户端 TCP服务器
第一步 建立socket对象  建立socket对象
第二步 调用connect()建立一个和服务器的连接 设置socket选项(可选)
第三步 绑定到一个端口(也可以是一个指定的网卡)
第四步 侦听连接

下面具体来讲这四步的建立方法:

第一步,建立socket对象:这里与客户端一样,依然是:

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

第二步,设置和得到socket选项

python定义了setsockopt()和getsockopt(),一个是设置选项,一个是得到设置。这里主要使用setsockopt(),具体结构如下:

setsockopt(level,optname,value)

level定义了哪个选项将被使用。通常情况下是SOL_SOCKET,意思是正在使用的socket选项。它还可以通过设置一个特殊协议号码来设置协议选项,然而对于一个给定的操作系统,大多数协议选项都是明确的,所以为了简便,它们很少用于为移动设备设计的应用程序。

optname参数提供使用的特殊选项。关于可用选项的设置,会因为操作系统的不同而有少许不同。如果level选定了SOL_SOCKET,那么一些常用的选项见下表:

选项

意义

期望值

SO_BINDTODEVICE

可以使socket只在某个特殊的网络接口(网卡)有效。也许不能是移动便携设备

一个字符串给出设备的名称或者一个空字符串返回默认值

SO_BROADCAST

允许广播地址发送和接收信息包。只对UDP有效。如何发送和接收广播信息包

布尔型整数

SO_DONTROUTE

禁止通过路由器和网关往外发送信息包。这主要是为了安全而用在以太网上UDP通信的一种方法。不管目的地址使用什么IP地址,都可以防止数据离开本地网络

布尔型整数

SO_KEEPALIVE

可以使TCP通信的信息包保持连续性。这些信息包可以在没有信息传输的时候,使通信的双方确定连接是保持的

布尔型整数

SO_OOBINLINE

可以把收到的不正常数据看成是正常的数据,也就是说会通过一个标准的对recv()的调用来接收这些数据

布尔型整数

SO_REUSEADDR

socket关闭后,本地端用于该socket的端口号立刻就可以被重用。通常来说,只有经过系统定义一段时间后,才能被重用。

布尔型整数



本节在学习时,用到了SO_REUSEADDR选项,具体写法是:

S.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) 这里value设置为1,表示将SO_REUSEADDR标记为TRUE,操作系统会在服务器socket被关闭或服务器进程终止后马上释放该服务器的端口,否则操作系统会保留几分钟该端口。

下面的方法可以帮助给出该系统下python所支持的socket选项列表:

复制代码 代码如下:

import socket
solist=[x for x in dir(socket) if x.startswith('SO_')]
solist.sort()
for x in solist:
    Print x

第三步:绑定socket

绑定即为服务器要求一个端口号。

S.bind((host,port)),其中host为服务器ip,通常为空,也可以绑定到一个特定的ip地址。Port为端口号。

第四步:侦听连接。

利用listen()函数进行侦听连接。该函数只有一个参数,其指明了在服务器实际处理连接的时候,允许有多少个未决(等待)的连接在队列中等待。作为一个约定,很多人设置为5。如:s.listen(5)

2、简单的TCP服务器实例
 
        这个建立一个简单的TCP服务器和客户端。

服务器端:TCP响应服务器,当与客户端建立连接后,服务器显示客户端ip和端口,同时将接收的客户端信息和'I get it!'传给客户端,此时等待输入一个新的信息传给客户端。

客户端:TCP客户端,首先输入服务器ip地址,然后输入信息,回车后会得到服务器返回信息,然后等待服务器向其发送信息后退出。

具体代码如下:
服务器端:tcpserver.py

复制代码 代码如下:

# -*- coding: cp936 -*-
##tcp响应服务器,当与客户端建立连接后,服务器显示客户端ip和端口,同时将接收的客户端信息和'I get it!'传给客户端,此时等待输入一个新的信息传给客户端。
##@小五义
import socket,traceback
host=''
port=12345
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
s.bind((host,port))
s.listen(1)

while 1:
    try:
        clientsock,clientaddr=s.accept()
    except KeyboardInterrupt:
        raise
    except:
        traceback.print_exc()
        continue
    try:
        print "连接来自:",clientsock.getpeername()
        while 1:
            data=clientsock.recv(4096)
            if not len(data):
                break
            print clientsock.getpeername()[0]+':'+str(data)
            clientsock.sendall(data)
            clientsock.sendall("\nI get it!\n")
            t=raw_input('input the word:')
            clientsock.sendall(t)
    except (KeyboardInterrupt,SystemExit):
        raise
    except:
        traceback.print_exc()

    try:
        clientsock.close()
    except KeyboardInterrupt:
        raise
    except:
        traceback.print_exc()

客户端:tcpclient.py

复制代码 代码如下:

# -*- coding: cp936 -*-
##tcp客户端,首先输入服务器ip地址,然后输入信息,回车后会得到服务器返回信息,然后等待服务器向其发送信息后退出。
##@小五义
import socket,sys
port=12345
host=raw_input('输入服务器ip:')
data=raw_input('输入要发送的信息:')
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
try:
    s.connect((host,port))
except:
    print '连接错误!'
s.send(data)
s.shutdown(1)
print '发送完成。'
while 1:
    buf=s.recv(4096)
    if not len(buf):
        break
    sys.stdout.write(buf)

执行结果:

客户端输入hello,服务器端输入ok,具体显示结果是:

服务器端:

连接来自:('127.0.0.1',1945)
127.0.0.1:hello
Input the world:ok
客户端:
输入服务器ip:127.0.0.1
输入要发送的信息:hello
发送完成。
hello
I get it!
ok

3、UDP服务器

UDP服务器建立与TCP相类似,具体比较如下:

步骤

UDP

TCP

第一步

建立socket对象

建立socket对象

第二步

设置socket选项

设置socket选项

第三步

绑定到一个端口

绑定到一个端口

第四步

Recvfrom()

侦听连接listen


这里利用UDP建立一个时间服务器。

代码如下:

服务器端;serverudp.py

复制代码 代码如下:

# -*- coding: cp936 -*-
##UDP服务器端,客户端连接后,向其发送当前时间
##@小五义
import socket,traceback,time,struct
host=''
port=12345
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
s.bind((host,port))

while 1:
    try:
        message,address=s.recvfrom(8192)
        secs=int(time.time())
        reply=struct.pack("!I",secs)
        s.sendto(reply,address)
    except (KeyboardInterrupt,SystemExit):
        raise
    except:
        traceback.print_exc()

客户端:clientudp.py

复制代码 代码如下:

# -*- coding: cp936 -*-
##udp客户端,向服务器发送一个空字符后,得到服务器返回时间
##@小五义
import socket,sys,struct,time
host=raw_input('输入服务器地址:')
port=12345
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
s.sendto('',(host,port))
print "等待回复……"
buf=s.recvfrom(2048)[0]
if len(buf)!=4:
    print "回复错误%d:%s"%(len(buf),buf)
    sys.exit(1)
secs=struct.unpack("!I",buf)[0]
print time.ctime(int(secs))

运行结果:

首先运行服务器端,然后运行客户端。
C:\>python clientudp.py  ##clientudp.py程序存放在在c盘下
输入服务器地址:127.0.0.1
等待回复……
Mon Aug 06 17:09:17 2012

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