Python — Сетевое программирование

Python предоставляет два уровня доступа к сетевым сервисам. На низком уровне вы можете получить доступ к базовой поддержке сокетов в базовой операционной системе, которая позволяет реализовывать клиенты и серверы как для протоколов, ориентированных на соединение, так и для протоколов без установления соединения.

В Python также есть библиотеки, которые предоставляют высокоуровневый доступ к определенным сетевым протоколам прикладного уровня, таким как FTP, HTTP и так далее.

Эта глава дает вам понимание самой известной концепции в сети — Socket Programming.

Что такое сокеты?

Сокеты являются конечными точками двунаправленного канала связи. Сокеты могут связываться внутри процесса, между процессами на одной машине или между процессами на разных континентах.

Сокеты могут быть реализованы для нескольких различных типов каналов: доменные сокеты Unix, TCP, UDP и т. Д. Библиотека сокетов предоставляет специальные классы для обработки общих транспортов, а также универсальный интерфейс для обработки остальных.

Сокеты имеют свой собственный словарь —

Домен

Семейство протоколов, которое используется в качестве транспортного механизма. Эти значения являются константами, такими как AF_INET, PF_INET, PF_UNIX, PF_X25 и т. Д.

тип

Тип связи между двумя конечными точками, обычно SOCK_STREAM для протоколов, ориентированных на соединение, и SOCK_DGRAM для протоколов без установления соединения.

протокол

Обычно ноль, это может использоваться для идентификации варианта протокола в домене и типе.

имя хоста

Идентификатор сетевого интерфейса —

Строка, которая может быть именем хоста, четырехточечным адресом или IPV6-адресом в двоеточии (и, возможно, точечной) нотации.

Строка «<broadcast>», которая указывает адрес INADDR_BROADCAST.

Строка нулевой длины, которая указывает INADDR_ANY, или

Целое число, интерпретируемое как двоичный адрес в порядке байтов хоста.

порт

Каждый сервер прослушивает клиентов, звонящих на один или несколько портов. Порт может быть номером порта Fixnum, строкой с номером порта или названием службы.

Модуль розетки

Чтобы создать сокет, вы должны использовать функцию socket.socket (), доступную в модуле сокета , который имеет общий синтаксис —

s = socket.socket (socket_family, socket_type, protocol=0)

Вот описание параметров —

• socket_family — это либо AF_UNIX, либо AF_INET, как объяснялось ранее.

• socket_type — это либо SOCK_STREAM, либо SOCK_DGRAM.

• протокол — обычно не указывается, по умолчанию 0.

socket_family — это либо AF_UNIX, либо AF_INET, как объяснялось ранее.

socket_type — это либо SOCK_STREAM, либо SOCK_DGRAM.

протокол — обычно не указывается, по умолчанию 0.

Если у вас есть объект сокета , вы можете использовать необходимые функции для создания клиентской или серверной программы. Ниже приведен список необходимых функций —

Методы сокета сервера

s.bind ()

Этот метод привязывает адрес (имя хоста, пара номеров портов) к сокету.

s.listen ()

Этот метод устанавливает и запускает прослушиватель TCP.

s.accept ()

Это пассивно принимает TCP-клиентское соединение, ожидая, пока соединение не будет установлено (блокируется).

Методы клиентских сокетов

s.connect ()

Этот метод активно инициирует подключение к серверу TCP.

Общие методы сокетов

s.recv ()

Этот метод получает сообщение TCP

s.send ()

Этот метод передает сообщение TCP

s.recvfrom ()

Этот метод получает сообщение UDP

s.sendto ()

Этот метод передает сообщение UDP

s.close ()

Этот метод закрывает сокет

socket.gethostname ()

Возвращает имя хоста.

Простой сервер

Для написания интернет-серверов мы используем функцию сокета, доступную в модуле сокета, для создания объекта сокета. Затем объект сокета используется для вызова других функций для настройки сервера сокетов.

Теперь вызовите функцию bind (hostname, port), чтобы указать порт для вашего сервиса на данном хосте.

Затем вызовите метод accept возвращаемого объекта. Этот метод ожидает подключения клиента к указанному вами порту, а затем возвращает объект подключения , представляющий соединение с этим клиентом.

#!/usr/bin/python           # This is server.py file

import socket               # Import socket module

s = socket.socket()         # Create a socket object
host = socket.gethostname() # Get local machine name
port = 12345                # Reserve a port for your service.
s.bind((host, port))        # Bind to the port

s.listen(5)                 # Now wait for client connection.
while True:
   c, addr = s.accept()     # Establish connection with client.
   print 'Got connection from', addr
   c.send('Thank you for connecting')
   c.close()                # Close the connection

Простой клиент

Давайте напишем очень простую клиентскую программу, которая открывает соединение с данным портом 12345 и данным хостом. Это очень просто для создания клиента сокета с помощью функции модуля сокета Python.

Socket.connect (имя хоста, порт) открывает TCP-соединение с именем хоста на порту . Когда у вас есть открытый сокет, вы можете читать из него, как любой объект ввода-вывода. Когда закончите, не забудьте закрыть его, как вы бы закрыли файл.

Следующий код представляет собой очень простой клиент, который подключается к данному хосту и порту, читает все доступные данные из сокета и затем завершает работу.

#!/usr/bin/python           # This is client.py file

import socket               # Import socket module

s = socket.socket()         # Create a socket object
host = socket.gethostname() # Get local machine name
port = 12345                # Reserve a port for your service.

s.connect((host, port))
print s.recv(1024)
s.close()                     # Close the socket when done

Теперь запустите этот server.py в фоновом режиме, а затем запустите выше client.py, чтобы увидеть результат.

# Following would start a server in background.
$ python server.py & 

# Once server is started run client as follows:
$ python client.py

Это даст следующий результат —

Got connection from ('127.0.0.1', 48437)
Thank you for connecting

Интернет-модули Python

Список некоторых важных модулей в Python Network / Интернет-программирование.

Пожалуйста, проверьте все библиотеки, упомянутые выше, для работы с протоколами FTP, SMTP, POP и IMAP.

Дальнейшие чтения

Это было быстрое начало с программированием сокетов. Это обширная тема. Рекомендуется перейти по следующей ссылке, чтобы найти более подробную информацию —

Unix Socket Программирование .

Python Socket Library и модули .