使用 python socket 实现UDP/TCP网络通信

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1.socket简介

2.创建socket

2.1创建UDPSocket

2.2创建TCPSocket

3.使用UDPSocket发送数据并接收

4.使用UDPSocket发送广播

5.UDPSocket聊天器 （多线程实现消息的收发功能）

6.使用TCPSocket建立客户端

7.使用TCPSocket建立服务端

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1.socket简介

       socket（简称：套接字），是支持TCP和UDP（网络传输方式）网络通信的基本操作单元，可以看做是不同主机之间的进程进行双向通信的端点，简单的说就是通信的两方的一种约定，用套接字中的相关函数来完成通信过程。

        它能实现不同主机间的进程间通信，我们网络上各种各样的服务大多都是基于socket来完成通信的，例如浏览的网页、qq聊天、收发email等等。

2.创建socket

        socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，对于文件用打开、读写、关闭模式来操作。socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，一些socket类就是对其进行的操作（读写IO、打开、关闭）

在Python中使用socket模块的socket类来完成：

import socket
socket.socket(AddressFamily, Type)

说明：

        1. 参数：AddressFamily（地址簇）

        socket.AF_INET IPv4          （默认）       

        socket.AF_INET6 IPv6

        socket.AF_UNIX                    只能够用于单一的Unix系统进程通信

        2.参数：Type（类型）

        socket.SOCK_STREAM        流式socket，for TCP（默认）

        socket.SOCK_DGRAM         数据报式socket，for UDP

2.1创建UDPSocket

import socket
 
 
# 使用IPv4 UDP方式来创建套接字
udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)  # 参数socket.AF_INET表示使用IPv4，参数socket.SOCK_DGRAM表示使用UDP
 
# 省略数据传递过程
 
# 关闭套接字
udp_socket.close()

2.2创建TCPSocket

import socket
 
 
# 使用IPv4 TCP方式来创建套接字
tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)  # 参数socket.AF_INET表示使用IPv4，参数socket.SOCK_STREAM表示使用TCP
 
# 省略数据传递过程
 
# 关闭套接字
tcp_socket.close()

3.使用UDPSocket发送数据并接收

核心方法：

        socket.sendto

sendto方法的参数：

        1.要发送的二进制数据        （使用.encode()方法可以将字符串转为二进制）

        2.接收者的ip地址和端口号  （元组类型：("127.0.0.1", 8080)）

import socket
 
 
# 使用IPv4 UDP方式来创建套接字
udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
 
#2.绑定一个本地信息
localaddr = ("192.168.68.196",8081)
udp_socket.bind(localaddr)
 
# 发送数据
udp_socket.sendto("hello".encode(),("192.168.68.196",8080))
 
# 关闭套接字
udp_socket.close()

接收数据（两种方式）：

        方式一：通过网络调试助手接收（下载地址：NetAssist.exe下载）

对于接收到的中文是乱码的问题：

        可能是由于encode()方法默认使用UTF-8的编码方式

.encode()

 将其改为gb2312编码方式：

.encode("gb2312")

如下图标注部分为修改编码方式前后的对比： 

        方式二：通过python代码制作一个接收端

import socket
 
def main():
    #1.创建套接字
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
 
    #2.绑定一个本地信息
    localaddr = ("192.168.68.196",8080)
    udp_socket.bind(localaddr)
 
    #3.接收数据
    while True:
        recv_data = udp_socket.recvfrom(1024) #1024表示每次接收1024字节
        recv_msg = recv_data[0] #存储接收到的数据
        send_addr = recv_data[1]#存储发送方的地址信息
 
    #4.打印接收到的数据
    # print(recv_data)
        print("%s:%s" % (str(send_addr),recv_msg.decode("gb2312")) )
 
    #5.关闭套接字
    udp_socket.close()
 
if __name__ == "__main__":
    main()

4.使用UDPSocket发送广播

        广播地址（Broadcast Address）是专门用于同时向网络中所有工作站进行发送的一个地址。在使用TCP/IP 协议的网络中，主机标识段host ID 为全1 的IP 地址为广播地址，广播的分组传送给host ID段所涉及的所有计算机。例如，对于10.1.1.0 （255.0.0.0 ）网段，其广播地址为10.255.255.255 （255 即为二进制的11111111 ），当发出一个目的地址为10.255.255.255 的分组（封包）时，它将被分发给该网段上的所有计算机。

import socket
 
 
# 使用IPv4 UDP方式来创建套接字
udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
 
#2.绑定一个本地信息
localaddr = ("192.168.68.196",8081)
udp_socket.bind(localaddr)
 
# 设置允许发送广播
udp_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_BROADCAST, True)
 
# 发送信息
udp_socket.sendto("大家好，我宣布个事儿".encode("gb2312"), ("255.255.255.255", 8080))
 
# 关闭套接字
udp_socket.close()

运行结果：（此时处于同一网段，端口为8080的客户端应该都能接收到广播信息）

5.UDPSocket聊天器 （多线程实现消息的收发功能）

实现效果：

代码：

import socket
from threading import Thread,Lock
 
def send_msg(udp_socket):
    """发送信息的函数"""
    while True:
        input_msg = input("请输入聊天内容：\n")  # 用户输入一些信息
        udp_socket.sendto(input_msg.encode("gb2312"), ("192.168.68.196", 8081))
 
def recv_msg(udp_socket):
    """接收信息的函数"""
    while True:
        recv_data, tuple_ip_port = udp_socket.recvfrom(1024)
        recv_text = recv_data.decode("gb2312")
        print("接受到[%s]的信息：%s" % (str(tuple_ip_port), recv_text))
 
def main():
    # 创建套接字
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
 
    # 绑定端口
    udp_socket.bind(("", 8080))
 
    # 接收信息
    t1 = Thread(target=recv_msg, args=(udp_socket,))
    t1.start()
 
    # 发送信息
    t2 = Thread(target=send_msg, args=(udp_socket,))
    t2.start()
 
    # # 关闭套接字
    # udp_socket.close()
 
if __name__ == '__main__':
    main()

6.使用TCPSocket建立客户端

import socket
 
# 创建套接字
tcp_client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
 
# 建立连接
tcp_client_socket.connect(("192.168.68.196", 8081))
 
# 发送数据
tcp_client_socket.send("你好".encode("gb2312"))
 
# 接收数据
recv_data = tcp_client_socket.recv(1024).decode("gb2312")
print(recv_data)
 
# 关闭套接字
tcp_client_socket.close()
 

7.使用TCPSocket建立服务端

        ·能够实现一个客户端发来的多条信息

        ·能够接收多个客户端连接

import socket
from threading import Thread
 
 
def new_client_connect(new_client_socket, client_ip_port):
    while True:
        # 收发数据
        recv_data = new_client_socket.recv(1024)
        if len(recv_data) != 0:
            recv_text = recv_data.decode("gb2312")
            print("接收到[%s]的信息：%s" % (str(client_ip_port), recv_text))
        else:
            print("客户端断开连接")
            break
 
        # # 关闭连接
        # new_client_socket.close()  # 表示断开与当前的客户端的通信
 
def main():
    # 创建套接字
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
 
    # 绑定端口和ip
    tcp_server_socket.bind(("", 8081))
 
    # 设置套接字为被动监听模式，不能主动发送数据，128为允许接收的最大连接数
    tcp_server_socket.listen(128)
 
    while True:
        # 接收客户端连接
        new_client_socket, client_ip_port = tcp_server_socket.accept()
 
        t1 = Thread(target=new_client_connect, args=(new_client_socket, client_ip_port))
        t1.start()
 
        # tcp_server_socket.close()  # 表示不再接受新客户端的连接，已经连接的可以继续服务
 
if __name__ == '__main__':
    main()

 效果：