python網(wǎng)絡編程學習筆記(三)：socket網(wǎng)絡服務器

更新時間：2014年06月09日 21:47:28 作者：

服務器和客戶端程序很類似，上節(jié)學習了客戶端程序，這一節(jié)將仔細學習一下利用socket建立TCP服務器和UDP服務器

1、TCP連接的建立方法

客戶端在建立一個TCP連接時一般需要兩步，而服務器的這個過程需要四步，具體見下面的比較。

步驟	TCP客戶端	TCP服務器
第一步	建立socket對象	建立socket對象
第二步	調(diào)用connect()建立一個和服務器的連接	設(shè)置socket選項（可選）
第三步	無	綁定到一個端口（也可以是一個指定的網(wǎng)卡）
第四步	無	偵聽連接

下面具體來講這四步的建立方法：

第一步，建立socket對象：這里與客戶端一樣，依然是：

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

第二步，設(shè)置和得到socket選項

python定義了setsockopt()和getsockopt()，一個是設(shè)置選項，一個是得到設(shè)置。這里主要使用setsockopt()，具體結(jié)構(gòu)如下：

setsockopt(level,optname,value)

level定義了哪個選項將被使用。通常情況下是SOL_SOCKET，意思是正在使用的socket選項。它還可以通過設(shè)置一個特殊協(xié)議號碼來設(shè)置協(xié)議選項，然而對于一個給定的操作系統(tǒng)，大多數(shù)協(xié)議選項都是明確的，所以為了簡便，它們很少用于為移動設(shè)備設(shè)計的應用程序。

optname參數(shù)提供使用的特殊選項。關(guān)于可用選項的設(shè)置，會因為操作系統(tǒng)的不同而有少許不同。如果level選定了SOL_SOCKET，那么一些常用的選項見下表：

選項	意義	期望值
SO_BINDTODEVICE	可以使socket只在某個特殊的網(wǎng)絡接口（網(wǎng)卡）有效。也許不能是移動便攜設(shè)備	一個字符串給出設(shè)備的名稱或者一個空字符串返回默認值
SO_BROADCAST	允許廣播地址發(fā)送和接收信息包。只對UDP有效。如何發(fā)送和接收廣播信息包	布爾型整數(shù)
SO_DONTROUTE	禁止通過路由器和網(wǎng)關(guān)往外發(fā)送信息包。這主要是為了安全而用在以太網(wǎng)上UDP通信的一種方法。不管目的地址使用什么IP地址，都可以防止數(shù)據(jù)離開本地網(wǎng)絡	布爾型整數(shù)
SO_KEEPALIVE	可以使TCP通信的信息包保持連續(xù)性。這些信息包可以在沒有信息傳輸?shù)臅r候，使通信的雙方確定連接是保持的	布爾型整數(shù)
SO_OOBINLINE	可以把收到的不正常數(shù)據(jù)看成是正常的數(shù)據(jù)，也就是說會通過一個標準的對recv()的調(diào)用來接收這些數(shù)據(jù)	布爾型整數(shù)
SO_REUSEADDR	當socket關(guān)閉后，本地端用于該socket的端口號立刻就可以被重用。通常來說，只有經(jīng)過系統(tǒng)定義一段時間后，才能被重用。	布爾型整數(shù)

本節(jié)在學習時，用到了SO_REUSEADDR選項，具體寫法是：

S.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) 這里value設(shè)置為1，表示將SO_REUSEADDR標記為TRUE，操作系統(tǒng)會在服務器socket被關(guān)閉或服務器進程終止后馬上釋放該服務器的端口，否則操作系統(tǒng)會保留幾分鐘該端口。

下面的方法可以幫助給出該系統(tǒng)下python所支持的socket選項列表：

復制代碼代碼如下:

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

第三步：綁定socket

綁定即為服務器要求一個端口號。

S.bind((host,port))，其中host為服務器ip，通常為空，也可以綁定到一個特定的ip地址。Port為端口號。

第四步：偵聽連接。

利用listen()函數(shù)進行偵聽連接。該函數(shù)只有一個參數(shù)，其指明了在服務器實際處理連接的時候，允許有多少個未決（等待）的連接在隊列中等待。作為一個約定，很多人設(shè)置為5。如：s.listen(5)

2、簡單的TCP服務器實例

這個建立一個簡單的TCP服務器和客戶端。

服務器端：TCP響應服務器，當與客戶端建立連接后，服務器顯示客戶端ip和端口，同時將接收的客戶端信息和'I get it!'傳給客戶端，此時等待輸入一個新的信息傳給客戶端。

客戶端：TCP客戶端,首先輸入服務器ip地址，然后輸入信息，回車后會得到服務器返回信息，然后等待服務器向其發(fā)送信息后退出。

具體代碼如下：
服務器端：tcpserver.py

復制代碼代碼如下:

# -*- coding: cp936 -*-
##tcp響應服務器，當與客戶端建立連接后，服務器顯示客戶端ip和端口，同時將接收的客戶端信息和'I get it!'傳給客戶端，此時等待輸入一個新的信息傳給客戶端。
##@小五義
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 "連接來自：",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()

客戶端：tcpclient.py

復制代碼代碼如下:

# -*- coding: cp936 -*-
##tcp客戶端,首先輸入服務器ip地址，然后輸入信息，回車后會得到服務器返回信息，然后等待服務器向其發(fā)送信息后退出。
##@小五義 
import socket,sys
port=12345
host=raw_input('輸入服務器ip:')
data=raw_input('輸入要發(fā)送的信息：')
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
try:
    s.connect((host,port))
except:
    print '連接錯誤！'
s.send(data)
s.shutdown(1)
print '發(fā)送完成。'
while 1:
    buf=s.recv(4096)
    if not len(buf):
        break
    sys.stdout.write(buf)

執(zhí)行結(jié)果：

客戶端輸入hello，服務器端輸入ok，具體顯示結(jié)果是：

服務器端：

連接來自：('127.0.0.1',1945)
127.0.0.1:hello
Input the world:ok
客戶端：
輸入服務器ip:127.0.0.1
輸入要發(fā)送的信息：hello
發(fā)送完成。
hello
I get it!
ok

3、UDP服務器

UDP服務器建立與TCP相類似，具體比較如下：

步驟	UDP	TCP
第一步	建立socket對象	建立socket對象
第二步	設(shè)置socket選項	設(shè)置socket選項
第三步	綁定到一個端口	綁定到一個端口
第四步	Recvfrom()	偵聽連接listen

這里利用UDP建立一個時間服務器。

代碼如下：

服務器端;serverudp.py

復制代碼代碼如下:

# -*- coding: cp936 -*-
##UDP服務器端,客戶端連接后，向其發(fā)送當前時間
##@小五義
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()

客戶端:clientudp.py

復制代碼代碼如下:

# -*- coding: cp936 -*-
##udp客戶端,向服務器發(fā)送一個空字符后，得到服務器返回時間
##@小五義 
import socket,sys,struct,time
host=raw_input('輸入服務器地址：')
port=12345
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
s.sendto('',(host,port))
print "等待回復……"
buf=s.recvfrom(2048)[0]
if len(buf)!=4:
    print "回復錯誤%d:%s"%(len(buf),buf)
    sys.exit(1)
secs=struct.unpack("!I",buf)[0]
print time.ctime(int(secs))

運行結(jié)果：

首先運行服務器端，然后運行客戶端。
C:\>python clientudp.py ##clientudp.py程序存放在在c盤下
輸入服務器地址：127.0.0.1
等待回復……
Mon Aug 06 17:09:17 2012

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