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python 全栈开发,Day34(基于UDP协议的socket)
阅读量:5158 次
发布时间:2019-06-13

本文共 7926 字,大约阅读时间需要 26 分钟。

昨日内容回顾

网络的基础概念

arp协议 :通过ip地址找到mac地址
五层模型 : 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
tcp协议 : 可靠的 面向连接 全双工
  三次握手
  四次挥手
udp协议 : 不可靠的 面向数据包的 高效的
socket :
  是模块 是和应用层直接交互,
    向下封装了,应用层之下的相关协议的一组网络通信的接口

 

全双工,表示双向连接。

为什么四次挥手的2次连接,不可以合并?
第一次断开,不会立即断开,如果还有数据,可以发送。所以不可以合并。

python代码,属于应用层

 

socket网络通信

新建文件server.py,内容如下:

import socketsk = socket.socket()sk.bind(('127.0.0.1',9000))sk.listen()  # 参数n表示同一时间可以有n个链接等待与server段通信conn,addr = sk.accept()ret = conn.recv(1024).decode('utf-8')print(ret)conn.send(b'hello')conn.close()sk.close()

新建文件client.py,内容如下:

import socketsk = socket.socket()sk.connect(('127.0.0.1',9000))sk.send(b'hello')print(sk.recv(1024).decode('utf-8'))sk.close()

先执行server.py,再执行client.py,输出:

hello

 

但这是一次性的,能不能server与client交互呢?

修改server.py,内容如下:

import socketsk = socket.socket()sk.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)sk.bind(('127.0.0.1',9000))sk.listen()   # 参数n表示同一时间可以有n个链接等待与server端通信while True:    conn,addr = sk.accept()    while True:        ret = conn.recv(1024).decode('utf-8')        if ret == 'q':break        print(ret)        inp = input('>>>')        conn.send(inp.encode('utf-8'))        if inp == 'q':break    conn.close()sk.close()

修改client.py,内容如下:

import socketsk = socket.socket()sk.connect(('127.0.0.1',9000))while True:    inp = input('>>>')    sk.send(inp.encode('utf-8'))    if inp == 'q':break    ret = sk.recv(1024).decode('utf-8')    if ret == 'q':break    print(ret)sk.close()

先执行server.py,再执行client.py,效果如下:

server可以主动关闭client,如果client再次开启,还可以继续聊。

如果client和server已经建立连接了。这个时候,再来一个客户端,新来的就不能用了。为啥呢?

对于一个tcp连接,客户端和server是一直占用的。其他所有客户端,全都不能占用。

因为连接是阻塞的。

如果一个server没有执行sk.colse(),再开一个进程时,就会出现

解决方案:

sk = socket.socket()sk.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)  # 表示允许端口复用sk.bind(('127.0.0.1',9000))

总结:

tcp协议适用于 文件的上传和下载 发送邮件 发送重要的文件

每和一个客户端建立链接 都会在自己的操作系统上占用一个资源
同一时间 只能 和一个客户端通信

 

数据交互是从上至下,然后再从下至上

下图,表示2台机器

 

基于UDP协议的socket

udp是无链接的,启动服务之后可以直接接受消息不需要提前建立链接

简单使用

server端

import socketsk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)sk.bind(('127.0.0.1',9000))msg,client_addr = sk.recvfrom(1024)  # udp协议不同建立链接print(msg)sk.sendto(b'world',client_addr)sk.close()

client端

import socketsk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)sk.sendto(b'hello',('127.0.0.1',9000))ret = sk.recvfrom(1024)print(ret)sk.close()

先执行server.py,再执行client.py,执行输出:

(b'world', ('127.0.0.1', 9000))

server.py,输出: b'hello'

 

上面的代码,执行一次就结束了,改成多次执行的。

server.py内容如下:

import socketsk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)sk.bind(('127.0.0.1',9090))while True:    msg,client_addr = sk.recvfrom(1024)    print(msg.decode('utf-8'))    inp = input('>>>')    sk.sendto(inp.encode('utf-8'),client_addr)sk.close()

client.py内容如下:

import socketsk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)while True:    inp = input('>>>').strip()    sk.sendto(inp.encode('utf-8'),('127.0.0.1',9090))    msg,addr = sk.recvfrom(1024)    print(msg.decode('utf-8'))sk.close()

在udp中,数据必须是server端先接收

先执行server.py,再执行client.py,效果如下:

client和server可以相互通信。如果再新开一个client,也是可以和server通信的。

那么问题来了,如果2个client,同时发给server,server先不回复。

最后再回复时,server会回复给谁呢?

在网络中,是有先后顺序的。即是是0.0001秒的差距,谁最后给server,那么server就会回复给它。

 

再增加一个功能,显示人名。

修改client.py,内容如下:

import socketsk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)name = input('请输入名字: ')while True:    inp = input('请输入发送内容: ')    sk.sendto(('%s : %s'%(name,inp)).encode('utf-8'),('127.0.0.1',9090))    msg,addr = sk.recvfrom(1024)    print(msg.decode('utf-8'))sk.close()

server.py不需要修改。先执行server.py,再执行client.py,效果如下:

 

再增加一个功能,人名显示不同的颜色。

修改server.py,内容如下:

import socketlst = {'egon':'\033[1;31m','yuan':'\033[1;34m'}sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)sk.bind(('127.0.0.1',9090))while True:    msg,client_addr= sk.recvfrom(1024)   # udp协议不用建立链接    name,mesg = msg.decode('utf-8').split(':')    color = lst.get(name.strip(),'')    print('%s%s\033[0m'%(color,msg.decode('utf-8')))    inp = input('>>>')    sk.sendto(inp.encode('utf-8'),client_addr)sk.close()

client.py不需要修改,先执行server.py,再执行client.py,效果如下:

切换到eva和yuan,就会有不同的颜色显示。

 

 现在有一个需求,utf-8转码很麻烦,能不能自动转换呢?

是可以的,写一个类,这个类继承了socket,它能满足定制需求。

新建一个文件mysocket.py,内容如下:

from socket import *  # 导入socket模块class Mysocket(socket):  # 继承socket    def __init__(self,coding='utf-8'):  # 默认编码为utf-8        self.coding = coding        super().__init__(type=SOCK_DGRAM)  # 设定为udp协议    def my_recv(self,num):  # num表示最大字节,比如1024        msg,addr = self.recvfrom(num)        return msg.decode(self.coding),addr  # 返回解码后的接收信息    def my_send(self,msg,addr):  # msg和addr分别表示发送信息和连接ip:端口        return self.sendto(msg.encode(self.coding),addr)  # 发送编码后的信息

修改server.py,内容如下:

from mysocket import Mysocketsk = Mysocket()  # 可以指定编码,默认为utf-8lst = {'eva':'\033[1;31m','yuan':'\033[1;34m'}sk.bind(('127.0.0.1',9090))while True:    msg,client_addr= sk.my_recv(1024)   # udp协议不用建立链接    name,mesg = msg.split(':')    color = lst.get(name.strip(),'')    print('%s%s\033[0m'%(color,msg))    inp = input('>>>')    sk.my_send(inp,client_addr)sk.close()

client.py,内容如下:

from mysocket import Mysocketsk = Mysocket()name = input('请输入名字: ')while True:    inp = input('请输入发送内容: ')    sk.my_send(('%s : %s'%(name,inp)),('127.0.0.1',9090))    msg,addr = sk.my_recv(1024)    print(msg)sk.close()

先执行server.py,再执行client,py。执行效果同上!

 

时间同步服务                                                                                                                    

基于udp协议完成的
公司有4,5台服务器,00:00 执行任务,从一个文件里面 读取一些数据,作为明天的搜索关键字。
假如有一台服务器,慢了1小时,那么就会影响客户端访问。
现在机房里面,有一台标准时间的服务器。
机房里所有的机器,每隔一段时间,就去请求这台服务器,来获取一个标准时间

比如一个有标准时间的server,client可以从server获取标准时间,需要使用udp协议。

server不能关,它必须先接收客户端的ip,端口,信息,它才能将新消息,发给指定的人。

修改server.py,内容如下:

import timeimport socketsk = socket.socket(type = socket.SOCK_DGRAM)sk.bind(('127.0.0.1',9090))while True:    msg,addr = sk.recvfrom(1024)    sk.sendto(time.strftime(msg.decode('utf-8')).encode('utf-8'),addr)sk.close()

修改client.py,内容如下:

import timeimport socketsk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)while True:    sk.sendto('%Y/%m/%d %H:%M:%S'.encode('utf-8'),('127.0.0.1',9090))  # 执行时间格式    ret,addr = sk.recvfrom(1024)    print(ret.decode('utf-8'))    time.sleep(1)  # 暂停1秒执行sk.close()

先执行server.py,再执行client,py,执行输出:

2018/05/04 16:33:08

2018/05/04 16:33:09
2018/05/04 16:33:10

...

在真正的工作中,不会让client 一直whilte true的

是用linux任务计划执行的

 

socket参数的详解

socket.socket(family=AF_INET,type=SOCK_STREAM,proto=0,fileno=None)
创建socket对象的参数说明:
family 地址系列应为AF_INET(默认值),AF_INET6,AF_UNIX,AF_CAN或AF_RDS。
(AF_UNIX 域实际上是使用本地 socket 文件来通信)
type 套接字类型应为SOCK_STREAM(默认值),SOCK_DGRAM,SOCK_RAW或其他SOCK_常量之一。
SOCK_STREAM 是基于TCP的,有保障的(即能保证数据正确传送到对方)面向连接的SOCKET,多用于资料传送。 
SOCK_DGRAM 是基于UDP的,无保障的面向消息的socket,多用于在网络上发广播信息。
proto 协议号通常为零,可以省略,或者在地址族为AF_CAN的情况下,协议应为CAN_RAW或CAN_BCM之一。
fileno 如果指定了fileno,则其他参数将被忽略,导致带有指定文件描述符的套接字返回。
与socket.fromfd()不同,fileno将返回相同的套接字,而不是重复的。
这可能有助于使用socket.close()关闭一个独立的插座。

 最主要用到的参数是type

 

看下图:

左边是TCP,右边是UDP

对比可以看出,UDP的步骤比较少一点。

 

熟练掌握以下3个例子

时间同步
tcp协议的聊天
udp协议的聊天

 

周一默写 重写socket类的那一套,有3个文件。

server.py,内容如下:

from mysocket import Mysocketsk = Mysocket()sk.bind(('127.0.0.1',9090))while True:    msg,client_addr= sk.my_recv(1024)   # udp协议不用建立链接    print(msg)    if msg == 'q':sk.close()    inp = input('>>>')    sk.my_send(inp,client_addr)    if inp == 'q':sk.close()sk.close()

mysocket.py,内容如下:

from socket import *class Mysocket(socket):    def __init__(self,coding='utf-8'):        self.coding = coding        super().__init__(type=SOCK_DGRAM)    def my_recv(self,num):        msg,addr = self.recvfrom(num)        return msg.decode(self.coding),addr    def my_send(self,msg,addr):        return self.sendto(msg.encode(self.coding),addr)

client.py,内容如下:

from mysocket import Mysocketsk = Mysocket()while True:    inp = input('>>>')    sk.my_send(inp,('127.0.0.1',9090))    msg,addr = sk.my_recv(1024)    print(msg)sk.close()

 

周末作业:

1.继续完成聊天  使用udp协议    加上重写socket类 + 名字 + 颜色    进阶功能:        1.添加好友,删除好友。        2.client简单登录,用来表明身份,以登录用户来聊天。2.cs架构的程序的登陆    ftp做准备    hashilib密文   client端简单加密一次 + server端加密    使用tcp协议    进阶功能:        1.远程创建文件夹

第一个作业,请参考文章

http://www.py3study.com/Article/details/id/237.html

 第二个作业,请参考文章

http://www.py3study.com/Article/details/id/238.html

转载于:https://www.cnblogs.com/xiao987334176/p/8990821.html

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