Python中的網(wǎng)絡(luò)編程之UDP

文章目錄

• Python中的網(wǎng)絡(luò)編程之UDP
• • 一、Socket編程
  • • `1.什么是客戶(hù)端/服務(wù)器架構(gòu)`？
    • **`2.套接字：通信端點(diǎn)`**
    • 3.套接字地址：主機(jī)-端口對(duì)
    • 4.套接字類(lèi)型
  • 二、常見(jiàn)的套接字對(duì)象方法和屬性
  • 三、創(chuàng)建套接字
  • 四、UDP網(wǎng)絡(luò)程序
  • 五、UDP的綁定端口問(wèn)題
  • 六、UDP聊天器
  • 七、python3編碼轉(zhuǎn)換

一、Socket編程

1.什么是客戶(hù)端/服務(wù)器架構(gòu)？

服務(wù)器就是一系列硬件或軟件，為一個(gè)或多個(gè)客戶(hù)端（服務(wù)的用戶(hù)）提供所需的“服務(wù)”。它存在唯一目的就是等待客戶(hù)端的請(qǐng)求，并響應(yīng)它們（提供服務(wù)），然后等待更多請(qǐng)求。說(shuō)白了就是一個(gè)提供服務(wù)，一個(gè)請(qǐng)求服務(wù)得到相應(yīng)的一個(gè)過(guò)程。

2.套接字：通信端點(diǎn)

套接字是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它體現(xiàn)了上節(jié)中描述的“通信端點(diǎn)”的概念。在任何類(lèi)型的通信開(kāi)始之前，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序必須創(chuàng)建套接字。

可以將它們比作電話(huà)插孔，沒(méi)有它將無(wú)法進(jìn)行通信。

Python只支持AF_UNIX、AF_NETLINK、AF_TIPC 和 AF_INET ，重點(diǎn)使用基于網(wǎng)絡(luò)的AF_INET.

3.套接字地址：主機(jī)-端口對(duì)

它是網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程中端點(diǎn)的抽象表示，python使用元組保存:ADDR =(HOST,PORT)。

4.套接字類(lèi)型

流式套接字(SOCK_STREAM):用于提供面向連接、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

數(shù)據(jù)報(bào)套接字(SOCK_DGRAM):提供了一種無(wú)連接的服務(wù)。該服務(wù)并不能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?#xff0c;數(shù)據(jù)有可能在傳輸過(guò)程中丟失或出現(xiàn)數(shù)據(jù)重復(fù)，且無(wú)法保證順序地接收到數(shù)據(jù)。

二、常見(jiàn)的套接字對(duì)象方法和屬性

名 稱(chēng)描 述

服務(wù)端	服務(wù)器套接字方法
s.bind(ADDR) 將地址	（主機(jī)名、端口號(hào)對(duì)）綁定到套接字上
s.listen([backlog])	設(shè)置并啟動(dòng) TCP 監(jiān)聽(tīng)器，如果指定backlog，則必須至少為0（如果低于0，則設(shè)置為0）；
s.accept()	被動(dòng)接受 TCP 客戶(hù)端連接，一直等待直到連接到達(dá)（阻塞）
客戶(hù)端	客戶(hù)端套接字方法
s.connect()	主動(dòng)發(fā)起 TCP 服務(wù)器連接
s.connect_ex()	connect()的擴(kuò)展版本，此時(shí)會(huì)以錯(cuò)誤碼的形式返回問(wèn)題，而不是拋出一個(gè)異常
普通通用	普通的套接字方法
s.recv()	接收 TCP 消息
s.recv_into()	接收 TCP 消息到指定的緩沖區(qū)
s.send()	發(fā)送 TCP 消息
s.sendall()	完整地發(fā)送 TCP 消息
s.recvfrom()	接收 UDP 消息
s.recvfrom_into()	接收 UDP 消息到指定的緩沖區(qū)
s.sendto()	發(fā)送 UDP 消息
s.getpeername()	連接到套接字（TCP）的遠(yuǎn)程地址
s.getsockname()	當(dāng)前套接字的地址
s.getsockopt()	返回給定套接字選項(xiàng)的值
s.setsockopt()	設(shè)置給定套接字選項(xiàng)的值
s.shutdown()	關(guān)閉連接
s.close()	關(guān)閉套接字
s.detach()	在未關(guān)閉文件描述符的情況下關(guān)閉套接字，返回文件描述符
s.ioctl()	控制套接字的模式（僅支持 Windows）
阻塞	面向阻塞的套接字方法
s.setblocking()	設(shè)置套接字的阻塞或非阻塞模式
s.settimeout()	設(shè)置阻塞套接字操作的超時(shí)時(shí)間
s.gettimeout()	獲取阻塞套接字操作的超時(shí)時(shí)間
文件方法	面向文件的套接字方法
s.fileno()	套接字的文件描述符
s.makefile()	創(chuàng)建與套接字關(guān)聯(lián)的文件對(duì)象
屬性	數(shù)據(jù)屬性
s.family	套接字家族
s.type	套接字類(lèi)型
s.proto	套接字協(xié)議

三、創(chuàng)建套接字

函數(shù) socket.socket 創(chuàng)建一個(gè) socket，該函數(shù)帶有兩個(gè)參數(shù)：

• Address Family：可以選擇 AF_INET（用于 Internet 進(jìn)程間通信） 或者 AF_UNIX（用于同一臺(tái)機(jī)器進(jìn)程間通信）,實(shí)際工作中常用AF_INET
• Type：套接字類(lèi)型，可以是 SOCK_STREAM（ 流式套接字，主要用于 TCP 協(xié)議）或者SOCK_DGRAM（數(shù)據(jù)報(bào)套接字， 主要用于 UDP 協(xié)議）

創(chuàng)建一個(gè)tcp socket（tcp套接字）：

import socket# 創(chuàng)建tcp的套接字 s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)# ...這里是使用套接字的功能（省略）...# 不用的時(shí)候，關(guān)閉套接字 s.close()

創(chuàng)建一個(gè)udp socket（udp套接字）：

import socket# 創(chuàng)建udp的套接字 s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)# ...這里是使用套接字的功能（省略）...# 不用的時(shí)候，關(guān)閉套接字 s.close()

套接字使用流程 與 文件的使用流程很類(lèi)似

• 創(chuàng)建套接字
• 使用套接字收/發(fā)數(shù)據(jù)
• 關(guān)閉套接字

四、UDP網(wǎng)絡(luò)程序

創(chuàng)建一個(gè)基于udp的網(wǎng)絡(luò)程序流程，具體步驟如下：

• 創(chuàng)建套接字
• 發(fā)送/接收數(shù)據(jù)
• 關(guān)閉套接字
  

代碼–發(fā)送數(shù)據(jù)：

#coding=utf-8from socket import *# 1. 創(chuàng)建udp套接字 udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)# 2. 準(zhǔn)備接收方的地址 # '192.168.1.103'表示目的ip地址 # 8080表示目的端口 dest_addr = ('192.168.1.103', 8080) # 注意 是元組，ip是字符串，端口是數(shù)字# 3. 從鍵盤(pán)獲取數(shù)據(jù) send_data = input("請(qǐng)輸入要發(fā)送的數(shù)據(jù):")# 4. 發(fā)送數(shù)據(jù)到指定的電腦上的指定程序中 udp_socket.sendto(send_data.encode('utf-8'), dest_addr)# 5. 關(guān)閉套接字 udp_socket.close()

代碼–發(fā)送接收數(shù)據(jù)：

#coding=utf-8from socket import *# 1. 創(chuàng)建udp套接字 udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)# 2. 準(zhǔn)備接收方的地址 dest_addr = ('192.168.236.129', 8080)# 3. 從鍵盤(pán)獲取數(shù)據(jù) send_data = input("請(qǐng)輸入要發(fā)送的數(shù)據(jù):")# 4. 發(fā)送數(shù)據(jù)到指定的電腦上 udp_socket.sendto(send_data.encode('utf-8'), dest_addr)# 5. 等待接收對(duì)方發(fā)送的數(shù)據(jù) recv_data = udp_socket.recvfrom(1024) # 1024表示本次接收的最大字節(jié)數(shù)# 6. 顯示對(duì)方發(fā)送的數(shù)據(jù) # 接收到的數(shù)據(jù)recv_data是一個(gè)元組 # 第1個(gè)元素是對(duì)方發(fā)送的數(shù)據(jù) # 第2個(gè)元素是對(duì)方的ip和端口 print(recv_data[0].decode('gbk')) print(recv_data[1])# 7. 關(guān)閉套接字 udp_socket.close()

五、UDP的綁定端口問(wèn)題

一般情況下，在一臺(tái)電腦上運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)程序有很多，為了不與其他的網(wǎng)絡(luò)程序占用同一個(gè)端口號(hào)，往往在編程中，udp的端口號(hào)一般不綁定

但是如果需要做成一個(gè)服務(wù)器端的程序的話(huà)，是需要綁定的，想想看這又是為什么呢？

如果報(bào)警電話(huà)每天都在變，想必世界就會(huì)亂了，所以一般服務(wù)性的程序，往往需要一個(gè)固定的端口號(hào)，這就是所謂的端口綁定

#coding=utf-8from socket import *# 1. 創(chuàng)建套接字 udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)# 2. 綁定本地的相關(guān)信息，如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)程序不綁定，則系統(tǒng)會(huì)隨機(jī)分配 local_addr = ('', 7788) # ip地址和端口號(hào)，ip一般不用寫(xiě)，表示本機(jī)的任何一個(gè)ip udp_socket.bind(local_addr)# 3. 等待接收對(duì)方發(fā)送的數(shù)據(jù) recv_data = udp_socket.recvfrom(1024) # 1024表示本次接收的最大字節(jié)數(shù)# 4. 顯示接收到的數(shù)據(jù) print(recv_data[0].decode('gbk'))# 5. 關(guān)閉套接字 udp_socket.close()

六、UDP聊天器

import socketdef send_msg(udp_socket):"""獲取鍵盤(pán)數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送給對(duì)方"""# 1. 從鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)msg = input("\n請(qǐng)輸入要發(fā)送的數(shù)據(jù):")# 2. 輸入對(duì)方的ip地址dest_ip = input("\n請(qǐng)輸入對(duì)方的ip地址:")# 3. 輸入對(duì)方的portdest_port = int(input("\n請(qǐng)輸入對(duì)方的port:"))# 4. 發(fā)送數(shù)據(jù)udp_socket.sendto(msg.encode("utf-8"), (dest_ip, dest_port))def recv_msg(udp_socket):"""接收數(shù)據(jù)并顯示"""# 1. 接收數(shù)據(jù)recv_msg = udp_socket.recvfrom(1024)# 2. 解碼recv_ip = recv_msg[1]recv_msg = recv_msg[0].decode("utf-8")# 3. 顯示接收到的數(shù)據(jù)print(">>>%s:%s" % (str(recv_ip), recv_msg))def main():# 1. 創(chuàng)建套接字udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)# 2. 綁定本地信息udp_socket.bind(("", 7890))while True:# 3. 選擇功能print("="*30)print("1:發(fā)送消息")print("2:接收消息")print("="*30)op_num = input("請(qǐng)輸入要操作的功能序號(hào):")# 4. 根據(jù)選擇調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)if op_num == "1":send_msg(udp_socket)elif op_num == "2":recv_msg(udp_socket)else:print("輸入有誤，請(qǐng)重新輸入...")if __name__ == "__main__":main()

七、python3編碼轉(zhuǎn)換

str->bytes:encode編碼
bytes->str:decode解碼
字符串通過(guò)編碼成為字節(jié)碼，字節(jié)碼通過(guò)解碼成為字符串。

>>> text = '我是文本' >>> text '我是文本' >>> print(text) 我是文本 >>> bytesText = text.encode() >>> bytesText b'\xe6\x88\x91\xe6\x98\xaf\xe6\x96\x87\xe6\x9c\xac' >>> print(bytesText) b'\xe6\x88\x91\xe6\x98\xaf\xe6\x96\x87\xe6\x9c\xac' >>> type(text) <class 'str'> >>> type(bytesText) <class 'bytes'> >>> textDecode = bytesText.decode() >>> textDecode '我是文本' >>> print(textDecode) 我是文本

其中decode()與encode()方法可以接受參數(shù)，其聲明分別為:

bytes.decode(encoding="utf-8", errors="strict") str.encode(encoding="utf-8", errors="strict")

其中的encoding是指在解碼編碼過(guò)程中使用的編碼(此處指“編碼方案”是名詞)，errors是指錯(cuò)誤的處理方案。

str.encode()
bytes.decode()

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Python中的网络编程之UDP的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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