03、处于不同局域网下的Socket通信(Socket部分知识)

目录

一、Scoket原理

1、什么是Scoket

2、网络中进程如何通信

3、Socket怎么通信

4、TCP

TCP数据报结构的相关知识

二、Socket常用函数接口调用过程

三、Python-socket的API接口函数

sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)

sk.bind(address)

sk.listen(backlog)

sk.setblocking(bool)

conn , address = sk.accept()

sk.connect(address)

sk.connect_ex(address)

sk.close()

data = sk.recv(bufsize[,flag])

data ,address = sk.recvfrom(bufsize[,flag]) 

sk.send(string[,flag])

sk.sendall(string[,flag])

sk.sendto(string[,flag],address)

sk.settimeout(timeout)

ipaddr ,port = sk.getpeername()

ipaddr ,port = sk.getsockname()

sk.fileno()

学习笔记主要来源于:

一、Socket技术详解

Python之socket(套接字)

一、Scoket原理

1、什么是Scoket

在计算机通信领域,套接字(socket)是计算机之间进行通信一种约定或一种方式。通过 socket 这种约定,一台计算机可以接收其他计算机的数据,也可以向其他计算机发送数据。

套接字(socket)是一个抽象层,应用程序可以通过它发送或接收数据,可对其进行像对文件一样的打开、读写和关闭等操作。套接字允许应用程序将I/O插入到网络中,并与网络中的其他应用程序进行通信。网络套接字是IP地址与端口的组合。

2、网络中进程如何通信

  • 本地进程间通信
  1. 消息传递(管道、消息队列、FIFO)
  2. 同步(互斥量、条件变量、读写锁、文件和写记录锁、信号量)
  3. 共享内存(匿名的和具名的,eg:channel)
  4. 远程过程调用(RPC)
  • 网络中进程如何通信
  1. 通过TCP/IP协议族,网络层的“ip地址”可以唯一标识网络中的主机
  2. 传输层的“协议+端口”可以唯一标识主机中的应用程序(进程),因此,我们利用三元组(ip地址,协议,端口)就可以标识网络的进程了,网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互

3、Socket怎么通信

Socket就是利用三元组解决网络通信的一个中间件工具,就目前而言,几乎所有的应用程序都是采用socket,如UNIX BSD的套接字(socket)和UNIX System V的TLI(已经被淘汰)。

Socket通信的数据传输方式,常用的有两种:

  • SOCK_STREAM:表示面向连接的数据传输方式。数据可以准确无误地到达另一台计算机,如果损坏或丢失,可以重新发送,但效率相对较慢。常见的 http 协议就使用 SOCK_STREAM 传输数据,因为要确保数据的正确性,否则网页不能正常解析。(有没有感觉有点像TCP协议)

  • SOCK_DGRAM:表示无连接的数据传输方式。计算机只管传输数据,不作数据校验,如果数据在传输中损坏,或者没有到达另一台计算机,是没有办法补救的。也就是说,数据错了就错了,无法重传。因为 SOCK_DGRAM 所做的校验工作少,所以效率比 SOCK_STREAM 高。(有没有感觉有点像UDP协议)

4、TCP

这一部分在上一篇的博客中已经介绍过了,这里再补充一些

TCP数据报结构的相关知识

《03、处于不同局域网下的Socket通信(Socket部分知识)》

《03、处于不同局域网下的Socket通信(Socket部分知识)》

二、Socket常用函数接口调用过程

《03、处于不同局域网下的Socket通信(Socket部分知识)》

《03、处于不同局域网下的Socket通信(Socket部分知识)》

图解总结:

服务端的程序开始运行,通过函数socket()创建socket,然后通过函数bind()绑定socket和端口号,在初始化完成后就开始调用函数listen()监听该端口号中有无客户端发来请求。

同样,客户端的程序开始运行,通过socket()创建socket,然后通过函数connect()连接指定ip和端口的计算机。

这个时候,处于监听状态的服务端收到了客户端的请求,于是调用函数accept()接受来自客户端的连接请求。

当客户端的请求被通过以后,客户端就开始通过函数send()来想socket写入信息数据,socket这个时候就会像一个文件一样被写入数据。

于是,服务端通过函数recv()读取到了socket中的信息数据。

这样就完成了数据的通信…

当客户端要离开时,调用函数close()关闭了socket,这个时候服务端读取到了结束连接的消息后,也调用函数close()关闭了。

三、Python-socket的API接口函数

sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)

  • 参数一:地址簇
  1. socket.AF_INET:IPv4(默认)
  2. socket.AF_INET6:IPv6
  3. socket.AF_UNIX:只能够用于单一的Unix系统进程间的通信
  • 参数二:类型
  1. socket.SOCK_STREAM:流式scoket   TCP(默认)
  2. scoket.SOCK_DGRAM:数据报式    UDP
  3. socket.SOCK_RAW:原始套接字,可以处理特殊IPv4报文、ICMP、IGMP等网络报文
  4. socket.SOCK_RDW:可靠的UDP形式,保证交付数据报但不保证顺序。高级程序猿使用
  5. socket.SOCK_SEQPACKET:可靠的连续数据包服务
  • 参数三:协议
  1. 0:(默认)与特定的地址家族相关的协议,如果是0,那么系统就会根据地址格式和套接类别自动选择一个合适的协议

sk.bind(address)

将套接字绑定到地址

address地址的各式取决于地址族。在AF_INET下,以元组(host,port)的形式表示地址

sk.listen(backlog)

开始监听传入连接

backlog指定在拒绝连接之前,可以挂起的最大连接数量。backlog等于5,表示内核已经接到了连接请求,但是服务器还没调用accept进行处理的连接个数最大为5.这个值不能无限大,因为要在内核中维护连接队列

sk.setblocking(bool)

是否阻塞(默认True)如果设置False,那么accept和recv时一旦无数据则报错

conn , address = sk.accept()

接受连接返回(conn , address ),其中conn是新的套接字对象,可以用来接受和发送数据。address是连接客户端的地址。

sk.connect(address)

连接到address处的套接字。一般,address的格式为元组(hostname,port),如果连接错误,返回socket.error错误

sk.connect_ex(address)

同上,只不过会有返回值,连接成功时候返回0,连接失败返回编码,例如:10061

sk.close()

关闭套接字

data = sk.recv(bufsize[,flag])

接受套接字的数据。数据以字符串形式返回,bufsize指定最多可以接受的数量。flag提供有关的消息的其他信息,通常可以忽略

data ,address = sk.recvfrom(bufsize[,flag]) 

与recv()类似,但是返回(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

sk.send(string[,flag])

将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是发送的字节数量,该数量可能小于string的字节的大小

sk.sendall(string[,flag])

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的数据,成功返回None,失败则抛出异常

sk.sendto(string[,flag],address)

将数据发送到套接字

address是形式为(ipaddr,port)的元组,指定返回远程地址,返回值是发送的字节数。该函数用于UDP协议。

sk.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client连接最多等待5s)

ipaddr ,port = sk.getpeername()

返回连接套接字的远程地址,返回值通常是(ipaddr ,port)

ipaddr ,port = sk.getsockname()

返回套接字自己的地址。通常是一个(ipaddr ,port)

sk.fileno()

套接字的文件描述符

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    原文作者:手可摘星辰不去高声语
    原文地址: https://blog.csdn.net/weixin_44917390/article/details/106691767
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