Python3常用網絡編程模塊介紹

 

一、網絡基礎

   網絡由下往上分為：物理層、數據鏈路層、網絡怪、傳輸層、會話層、表示層和應用層。
    TCP/IP協議是傳輸層協議，主要解決數據如何在網絡中傳輸；socket則是對TCP/IP協議的封裝，它本身不是協議，而是一個調用接口；
    HTTP、FTP是應用協議，主要解決如何包裝數據；

TCP連接的三次握手：
第一次握手：客戶端發送syn包(syn=j)到服務器，並進入SYN_SEND狀態，等待服務器確認;
第二次握手：服務器收到syn包，必須確認客戶的SYN(ack=j+1)，同時自己也發送一個SYN包(syn=k)，即SYN+ACK包，此時服務器進入SYN_RECV狀態;
第三次握手：客戶端收到服務器的SYN+ACK包，向服務器發送確認包ACK(ack=k+1)，此包發送完畢，客戶端和服務器進入ESTABLISHED狀態，完成三次握手。

利用Socket建立網絡連接的步驟（一對套接字連接過程）：
    1、服務器監聽：服務器端套接字並不定位具體的客戶端套接字，而是處於等待連接的狀態，實時監控網絡狀態，等待客戶端的連接請求。
    2、客戶端請求：指客戶端的套接字提出連接請求，要連接的目標是服務器端的套接字。
　　為此，客戶端的套接字必須首先描述它要連接的服務器的套接字，指出服務器端套接字的地址和端口號，然后就向服務器端套接字提出連接請求。
　 3、連接確認：當服務器端套接字監聽到或者說接收到客戶端套接字的連接請求時，就響應客戶端套接字的請求，建立一個新的線程，把服務器端套接字的描述發給客戶端，一旦客戶端確認了此描述，雙方就正式建立連接。
    而服務器端套接字繼續處於監聽狀態，繼續接收其他客戶端套接字的連接請求。

TCP和UDP的區別：
    TCP是面向連接的，連接經過了三次握手，很大程度的保證了連接的可靠性；
    UDP傳送數據前並不與對方建立連接，對收到的數據也不發送觸診信號，因此UDP的開銷更小，數據傳輸速率更高。QQ是就采用的UPD協議傳輸，而相似的MSN采用的是TCP協議傳輸。

二、socket模塊

網絡服務都是建立在socket基礎之上的，socket是網絡連接端點，是網絡的基礎；每個socket都被綁定到指定的IP和端口上；

1、首先使用socket(family=AF_INET,type=SOCK_STREAM,proto)函數創建一個對象；

　　family            地址參數，還可以有AF_INET6,AF_UNIX;

　　type               socket類型；

　　proto             協議類型，可選參數

創建成功后用bind('127.0.0.1',1051)綁定ip地址和端口，如果地址為空則表示本機；

 

2、socket對象方法：

    bind('127.0.0.1',1051)    綁定ip地址和端口，如果地址為空則表示本機；
    listen(backlog)      　　  監聽所有socket對象創建的連接，backlog指定連接隊列數，最小為1，最大一般為5；
    connect(address)
    connect_ex(address)   　　 兩個都可以連接到服務端，不同的是第一個返回一個錯誤，第二個返回一個異常；
    accept()       　　　　　　 接收來自客戶端的數據，返回一個新的socket對象和客戶端地址；
    recv(bufsize,flags)   　　 僅返回所接收的字符串；bufsize指定接收緩沖區的大小，flags為可選參數，表示接收標志；
    recvfrom(bufsize,flags)    返回所接收的字符串和地址；
    send(string,flags)   　　  向已經連接的socket發送數據；
    sendall(string,flags)      與send不同的是將會一直發送完全部數據；
    sendto(string,flags,address)可以向一個未連接的socket發送數據；
    makefile(mode,bufsize)     將socket關聯到文件對象上，兩個參數都是可選的，mode文件模式，bufsize緩沖區大小；
    close()            　　　　 完成通信后，應使用close方法關閉網絡連接；

 

# 服務器端實例
import socket

sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
sock.bind('127.0.0.1',20178)
sock.listen(5)
conn,address = sock.accept()
print('connect by ',address)
while True:
    data = conn.recv(100)
    if not data:break
    print(data)
    conn.send("anydata")
sock.close()

#客戶端實例
import socket

sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)  #與服務端相同
sock.connect('127.0.0.1',20178)
sock.send("data")
data = sock.recv(98)
print('recieved ',data)
sock.close()

 可用select模塊來實現多個並發的交互

# 服務端實例
import socket
import select
import queue

sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
sock.setblocking(False)   #設置為非阻塞服務
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
sock.bind('127.0.0.1',20178)
sock.listen(10)
rlists = [sock]
wlists = []
msg_que = {}
timeout = 20

while rlists:
    rs,ws,es = select.select(rlists,wlists,rlists,timeout)
    if not (rs or ws or es):
        print('timeout...')
        break
    for s in rs:
        if s is sock:
            conn,address = s.accept()
            conn.setblocking(False)
            rlists.append(conn)
            msg_que[conn] = queue.Queue()
        else:
            data = s.recv(1024)
            if data:
                print(data)
                msg_que[s].put(data)
                if s not in wlists:
                    wlists.append(s)
            else:
                if s in wlists:
                    wlists.remove(s)
                rlists.remove(s)
                s.close()
                del msg_que[s]
    for s in ws:
        try:
            msg = msg_que[s].get_nowait()
        except queue.Empty:
            wlists.remove(s)
    for s in es:
        print('except ',s.getpeername())
        if s in rlists:
            rlists.remove(s)
        if s in wlists:
            wlists.remove(s)
        s.close()
        del msg_que[s]

 

 

三、httplib模塊

（一）httplib模塊內提供了HTTPConnection對象和HTTPRresponse對象；

當創建一個HTTPConnection對象時可用方法有：

1、request(method,url,body,headers)     向服務器發送請求；

       method  方法，有"GET","POST"等待連接

       body       發送的數據

       headers  發送的HTTP頭

2、getresponse() 返回一個HTTPResponse對象；

3、close()            關閉與服務器的連接；

4、send(data)     發送數據;

5、putrequest(request,selector,skip_host,skip_accep_encoding) 向服務器發送請求；

      　　 request          所發送的操作；

      　　 selector          進行操作的URL;

       　　skip_host       若為True則禁止自動發送"POST";

      　　 skip_accep_encoding 若為True則禁止自動發送"Accept-Encoding:headers"

6、putheader(headers,argument,...)

       　　headers         發送的HTTP頭；

      　　 argument      發送的參數；

7、endheaders()

（二）HTTPResponse   對象方法：

　1、read()                   獲得服務器的響應主體；

　2、getheader(name,default)  獲取服務器響應的HTTP頭；

　3、version()               查看HTTP協議的版本；

　4、status()                 查看HTTP協議的狀態；

　5、reason()

 

四、ftp模塊

1、FTP(host,user,passwd,acct)  創建一個FTP連接對象,此對象的方法有：     

FTP(host,user,passwd,acct)    創建一個FTP連接對象
    getwelcome()          　　 獲得FTP服務器的歡迎信息
    abort()                   中斷文件傳輸
    sendcmd(command)          發送命令，command為一個字符串
    voidcmd(command)          發送命令，但沒有返回值
    retrbinary(command,callback,maxblocksize,rest) 下載文件（二進制）
        command        　　　　由"RETR 文件名  組成"
        callback    　　　　　　回調函數
        maxblocksize　　　　　　每次傳輸最大字節數
        rest        　　　　　　文件續傳位置
    retrlines(command,callback)下載文件（ASCII）
    storbinary(command,file,blocksize)    以二進制上傳文件；
    storlines(command,file)    以ASCII形式上傳文件；
    dir()            　　　　   獲取當前目錄的內容列表；
    rename(fromname,toname)    重命名
    delete(filename)    　　　　刪除文件
    cwd(pathname)        　　　 改變當前目錄
    mkd(pathname)        　　　 創建目錄
    rmd(dirname)        　　　　刪除服務器上的目錄
    size(filename)        　　　獲取文件大小
    set_pasv(boolean)    　　　 設置傳輸模式
    quit()                
    close()                　　關閉服務器的連接
set_debuglevel(level)         設置調試級別
connect(host,port)            配置host
login(user,passwd,acct)       登錄

 

附：可使用poplib模塊和smtplib模塊收發郵件