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1、Foundations of Python Network Programming - 读书笔记系列(1) - Low-Level Networking以前，人们热衷于如何将两台机器互相连接，许多连接的方法在今天已经过时，还有很多方法 沿用至今。TCP/IP就是之一，可以说，TCP/IP协议是当今使用范围最广的协议，这本书所有的内容都是基于TCP/IP的。TCP/IP的数据传输 层是TCP和UDP，我们通过TCP和UDP连接远程机器时，只需要远程机器的IP和端口号，然后建立连接传输数据。其中TCP和UDP又有着许多不同之 处。何时使用TCP？ 1. 你需要确保传输的数据准确的到达并且保持完整。
2、 2. 你需要发送大量的数据，而不是简单的请求和返回。 3. 你能忍受建立连接时消耗的时间。（效率低）何时使用UDP？ 1. 你不关心你发送的包是否准确的到达，或者你能自己处理这些问题。（不稳定） 2. 你只是希望得到一个简单的请求和返回。 3. 你需要快速的建立连接。（效率高） 4. 你发送的数据量不是很大。UDP限制每个包不能超过64KB，通常人们使用UDP时只使用了低于1KB。在Python中建立一个TCP或UDP连接是一件非常简单的事情，需要使用Socket模块，这是Python的标准模块。客户端(Network Clients)1. 创建一个socket对象s = socket.so
3、cket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)第一个参数socket.AF_INET说明我们使用的是IPv4，第二个参数socket.SOCK_STREAM指的是我们使用TCP进行数据传输，如果要使用UDP，则使用socket.SOCK_DGRAM，如：s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)2. connect连接远程服务器s.connect(, 80)连接远程服务器需要远程服务器的IP和端口，注意到上面我们使用了服务器的域名也是可以的，因为Python为我们做了DNS的解析。同时，注意到con
4、nect的参数是一个tuple。我们上面连接的是一个http站点，默认端口是80，我们可以通过下面的方法获取到默认的端口号：port = socket.getservbyname(http, tcp)相应的，你可以查询诸如：smtp，ftp等等端口号。3. 连接后，从一个socket对象获取信息比如，获取本机的IP地址和端口号，获取远程机器的IP地址和端口号，如：#!/usr/bin/env python# Information Example - Chapter 2import socketprint Creating socket,s = socket.socket(socket.AF_
5、INET, socket.SOCK_STREAM)print done.print Looking up port number,port = socket.getservbyname(http, tcp)print done.print Connecting to remote host on port %d % port,s.connect(, port)print done.print Connected from, s.getsockname()print Connected to, s.getpeername()输出结果会显示：Creating socket. done.Lookin
6、g up port number. done.Connecting to remote host on port 80. done.Connected from (192.168.XX.XX, 2548)Connected to (64.233.189.104, 80)可以看到，我的本机使用的是一个随机的端口号(2548)，每次执行端口号都会不同。4. File-like 对象我们可以通过Socket对象来执行一些比如发送(send(), sendto()，接收数据的操作(recv(), recvfrom()，同时，我们还可以把Socket对象转换为一个类似文件的对象(File-like Ob
7、ject)，然后使用其中的write()来发送数据，read(), readline()来接收数据。File-like对象更适合TCP连接，因为TCP连接必须保证数据流能够完整正确的到达，数据流表现的更像是一个文件。而UDP却不是，它是一个基于 包的连接，它只管把这些包发送出去，如果使用File-like对象来处理，将很难追踪定位出现的错误。生成一个File-like对象通过下面的语句：fd = s.makefile(rw, 0) #s 是前面的创建的socket对象，rw表示可读和可写权限然后，就可以调用fd的write(), readines()等方法了。例子如下，同时注意细节的错误处理，
8、这里不详细介绍：#!/usr/bin/env python# Error Handling Example With Shutdown and File-Like Objects - Chapter 2import socket, sys, timehost = sys.argv1textport = sys.argv2filename = sys.argv3try: s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)except socket.error, e: print Strange error creating socket:
9、%s % e sys.exit(1)# Try parsing it as a numeric port number.try: port = int(textport)except ValueError: # That didnt work. Look it up instread. try: port = socket.getservbyname(textport, tcp) except socket.error, e: print Couldnt find your port: %s % e sys.exit(1)try: s.connect(host, port)except soc
10、ket.gaierror, e: print Address-related error connecting to server: %s % e sys.exit(1)except socket.error, e: print Connection error: %s % e sys.exit(1)fd = s.makefile(rw, 0)print sleepingtime.sleep(10)print Continuing.try: fd.write(GET %s HTTP/1.0rnrn % filename)except socket.error, e: print Error s
11、ending data: %s % e sys.exit(1)try: fd.flush()except socket.error, e: print Error sending data (detected by flush): %s % e sys.exit(1)try: s.shutdown(1)except socket.error, e: print Error sending data (detected by shutdown): %s % e sys.exit(1)while 1: try: buf = fd.read(2048) except socket.error, e:
12、 print Error receiving data: %s % e sys.exit(1) if not len(buf): break sys.stdout.write(buf)注意上面在我们发送了数据之后，使用了shutdown方法，是为了保证发送的数据成功到达目标机器。因为shutdown()会等待，直到接收到一个准确的退出代码。服务器端(Network Server)通过TCP创建一个服务端可以总结为如下四个步骤：1. 创建一个socket对象。(create socket object)2. 设置socket对象的属性。(set options)3. 绑定一个端口。(bind t
13、o a port)4. 监听来自客户端的连接。(listen for connection)针对上面的四个步骤，下面是一个最简单的实现：host = #接受来自任何端口的连接port = 51423#第一步，创建一个socket对象s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)#第二步，设置socket属性s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_RESUSEADDR, 1)#第三步，绑定一个端口s.bind(host, port)#第四步，监听来自客户端的连接s.listen(5) #参数5
14、表示同时监听5个连接通过UDP创建一个服务端步骤也差不多，创建一个socket，设置option，bind端口，然而，UDP不需要listen()和 accept()，而是使用recvfrom()就足够了。recvfrom()函数返回两个信息：接受的数据(data)和客户端的地址 (address)和端口(port)。下面是UDP服务端的例子：#!/usr/bin/env python# UDP Echo Server - Chapter 3 - udpechoserver.pyimport socket, tracebackhost = # Bind to all interfacesport = 51423s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)s.bind(host, port)while 1: try:
