Python實現(xiàn)socket庫網(wǎng)絡(luò)通信套接字
Socket 套接字：通訊端點 簡介
socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲學之一就是“一切皆文件”，對于文件用【打開】【讀寫】【關(guān)閉】模式來操作。socket就是該模式的一個實現(xiàn)，socket即是一種特殊的文件，一些socket函數(shù)就是對其進行的操作（讀/寫IO、打開、關(guān)閉）。
Socket 是任何一種計算機網(wǎng)絡(luò)通訊中最基礎(chǔ)的內(nèi)容。Socket通訊一般用戶C/S結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊。
Socket 網(wǎng)絡(luò)通訊是基于TCP(傳輸控制協(xié)議)或UDP(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)兩種協(xié)議通訊，所以有 面向連接(TCP )與無連接(UDP ) 兩種通訊方式。
Python 要創(chuàng)建TCP 套接字就得在創(chuàng)建的時候，指定套接字類型為SOCK_STREAM，它使用 TCP/IP通訊協(xié)議。
Socket網(wǎng)絡(luò)通信套接字socket庫提供了一個底層C API，可以使用BSD套接字接口實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。它包括socket類，用于處理具體的數(shù)據(jù)通道，還包括用來完成網(wǎng)絡(luò)相關(guān)任務(wù)的函數(shù)，如將一個服務(wù)器名轉(zhuǎn)換為一個地址以及格式化數(shù)據(jù)以便在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送。
什么是套接字？套接字是程序在本地或者通過互聯(lián)網(wǎng)來回傳遞數(shù)據(jù)時所用通信通道的一個端點。
套接字有2個主要屬性用于控制如何發(fā)送數(shù)據(jù)：地址簇（address family）控制所用的OSI網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議；套接字類型（socket type）控制傳輸層協(xié)議。（參考《計算機網(wǎng)絡(luò)》7層協(xié)議）
地址簇Python支持3個地址簇：
AF_INET：用于IPv4尋址。IPv4長度為4個字節(jié)，通常表示為4個數(shù)的序列，每個字節(jié)對應(yīng)一個數(shù)，用點號分割（如121.63.0.243）。這些值通常被稱為IP地址。目前IPv4依舊還是主流。 AF_INET6：用于IPv6尋址。目前IPv6已經(jīng)小范圍應(yīng)用，它支持128位地址和通信流調(diào)整，還支持IPv4不支持的一些路由特性。 AF_UNIX：用于UNIX域套接字（UDS）的地址簇，這是一種POSIX兼容系統(tǒng)上的進程間通信協(xié)議。UDS的實現(xiàn)通常允許操作系統(tǒng)直接從進程向進程間傳遞數(shù)據(jù)，而不用通過網(wǎng)絡(luò)棧。這比使用AF_INET更高效，但是由于要用到文件系統(tǒng)作為尋址的命令空間，所以UDS僅限于同一個系統(tǒng)上的進程。套接字類型套接字類型有兩種：
SOCK_DGRAM：面向消息的數(shù)據(jù)報傳輸，數(shù)據(jù)報套接字通常與UDP關(guān)聯(lián)，即用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議。這些套接字能提供不可靠的消息傳送。 SOCK_STREAM：面向流的傳輸，與TCP相關(guān)，即傳輸控制協(xié)議。它們可以在客戶和服務(wù)器之間提供字節(jié)流，通過超時管理，重傳和其他特性確保提供消息傳送或失敗通知。大多數(shù)應(yīng)用協(xié)議（如HTTP）都建立在TCP基礎(chǔ)上，因為這樣更容易創(chuàng)建自動處理消息排序和傳送的復(fù)雜應(yīng)用。
UDP通常用于順序不太重要的協(xié)議（如DNS交換）。UDP與TCP都支持IPv4與IPv6。
套接字的簡單應(yīng)用gethostbyname_ex()與gethostbyname()socket庫包含一些與網(wǎng)絡(luò)上的域名服務(wù)交互的函數(shù)，比如解析域名為IP地址可以用到gethostbyname_ex()，示例如下：
import sockethost_str = [ ’www.baidu.com’, ’cloud.tencent.com’, ’www.csdn.net’]for host in host_str: try:name, aliases, addresses = socket.gethostbyname_ex(host)print(host)print('主機名：', name)print('所有別名：', aliases)print('所有可用IP地址：', addresses) except socket.error as msg:print(host, msg)
運行之后，效果如下：
gethostbyname_ex：該函數(shù)返回3個參數(shù)，主機名，別名，以及解析能跳轉(zhuǎn)到當前主機的IP地址。
gethostbyname：類似的函數(shù)，只返回當前主機的IP地址。
getservbyname()與getservbyport()socket庫提供getservbyname()函數(shù)用于查找網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的端口號和標準名，示例如下所示：
import socketfrom urllib.parse import urlparseurl_str = [ ’https://www.baidu.com’, ’https://www.csdn.net’, ’smtp://smtp.qq.com’,]for url in url_str: try:parsed_url = urlparse(url)port = socket.getservbyname(parsed_url.scheme)print(url)print('端口號：', port) except socket.error as msg:print(url, msg)
運行之后，效果如下：
當然，其實最有用的并不是給定一個鏈接去查詢端口號，而是逆向操作。（因為標準化服務(wù)端口號一般都是固定的）
socket庫提供getservbyport()函數(shù)用于完成逆向的服務(wù)端口查找，示例代碼如下所示：
import socketurl = ’{}://smtp.qq.com’.format(socket.getservbyport(25))print(url)
運行之后，效果如下：
socket庫還可以使用getprotobyname()函數(shù)獲取分配給一個傳輸協(xié)議的端口號，示例如下：
import socket#獲取匹配開頭字符串的所有屬性值def getConstants(prefix): return {getattr(socket, n): nfor n in dir(socket)if n.startswith(prefix) }ipproto_str = getConstants('IPPROTO_')for agree in [’tcp’, ’udp’]: num = socket.getprotobyname(agree) name = ipproto_str[num] print(name, num)
運行之后，效果如下：
對于協(xié)議碼，在程序定義中一般都是標準化常量，這就是意味著，它們的常量名都有一定的規(guī)律，而socket協(xié)議碼前綴是IPPROTO_。
getaddrinfo(查找服務(wù)器地址)getaddrinfo()函數(shù)用于將一個服務(wù)的基本地址轉(zhuǎn)換為一個元組列表，其中包含建立一個連接所需要的全部信息。比如其網(wǎng)絡(luò)簇與協(xié)議等，示例如下：
import socket# 獲取匹配開頭字符串的所有屬性值def getConstants(prefix): return {getattr(socket, n): nfor n in dir(socket)if n.startswith(prefix) }ipproto_str = getConstants('IPPROTO_')family_str = getConstants('AF_')type_str = getConstants('SOCK_')for response in socket.getaddrinfo(’www.csdn.net’, ’http’, family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_STREAM, proto=socket.IPPROTO_TCP, flags=socket.AI_CANONNAME): family, socktype, ipproto, canonname, sockaddr = response print('地址簇： ', family_str[family]) print('套接字類型： ', type_str[socktype]) print('協(xié)議碼： ', ipproto_str[ipproto]) print('主機規(guī)范名： ', canonname) print('ip地址與端口號：', sockaddr)
運行之后，效果如下：
這里如果只用socket.getaddrinfo(‘www.csdn.net’, ‘http’），表示不需要過濾任何連接信息，但大型的網(wǎng)站一般都有幾個IP或者域名跳轉(zhuǎn)到主頁的。
所以通過后面的參數(shù)，可以篩選自己需要的鏈接信息。
其中，最后一個參數(shù)socket.AI_CANONNAME表示如果主機有別名，那么結(jié)果中會包含服務(wù)器的標準名。所有沒有這個標志，標準名為空。
IP地址的表示方式如果讀者有C的經(jīng)驗，那么肯定知道，通過C語言編寫的套接字程序是使用struct sockaddr結(jié)構(gòu)體，它將IP地址表示為二進制，而不是上面顯示的Python字符串形式。
如果想在Python和C之間轉(zhuǎn)換IPv4地址，可以使用inet_aton()和inet_ntoa()。示例如下：
import socketimport binasciiip_list = [ '192.168.50.1', '127.0.0.1']for ip in ip_list: packed = socket.inet_aton(ip) print('原始字符串ip地址：', ip) print('C庫能識別的ip地址', binascii.hexlify(packed)) print('還原C庫ip地址字符串', socket.inet_ntoa(packed)) print()
運行之后，效果如下：
相信讀者如果在測試上面代碼，那么輸入上面inet_aton()函數(shù)時，一定看到提醒中還有inet_pton()與inet_ntop()函數(shù)。
這2個函數(shù)既能處理IPv4也能處理IPv6，而inet_aton()和inet_ntoa()只能處理IPv4。它們的使用方式如下：
import socketimport binasciiipv6_str = '2001:0db8:3c4d:0015:0000:0000:1a2f:1a2b'packed = socket.inet_pton(socket.AF_INET6, ipv6_str)print('原始字符串ip地址：', ipv6_str)print('C庫能識別的ip地址', binascii.hexlify(packed))print('還原C庫ip地址字符串', socket.inet_ntop(socket.AF_INET6, packed))print()ipv4_str = '192.168.50.1'packed = socket.inet_pton(socket.AF_INET, ipv4_str)print('原始字符串ip地址：', ipv4_str)print('C庫能識別的ip地址', binascii.hexlify(packed))print('還原C庫ip地址字符串', socket.inet_ntop(socket.AF_INET, packed))print()
運行之后，效果如下：
以上就是Python實現(xiàn)socket庫網(wǎng)絡(luò)通信套接字的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于Python socket庫的資料請關(guān)注好吧啦網(wǎng)其它相關(guān)文章！
相關(guān)文章：
網(wǎng)公網(wǎng)安備