客戶端/服務器架構
所謂服務器就是一系列硬件或軟件，為一個或多個客戶端(服務的用戶)提供所需要的'服務'。它存在的唯一目的就是等待客戶端的請求，并響應它們(提供服務)，然后等待更多的請求。另一方面，客戶端因特定的請求而聯(lián)系服務器，并發(fā)送必要的數據，然后等待服務器的回應，最后完成請求或給出故障信息。服務器無限地運行下去，并不斷地處理請求；而客戶端會進行一次性請求，然后接收該服務，最后結束他們之間的事務。
目前最常見的客戶端/服務器架構如圖所示，其中描繪了多個客戶端通過互聯(lián)網從一臺服務器上檢索信息。
套接字(socket)是計算機網絡數據結構，它體現(xiàn)了'通信端點'的概念。在沒有任何類型的通信開始之前，網絡應用程序必須創(chuàng)建套接字?？梢詫⑺鼈儽茸麟娫挷蹇?，沒有它將無法通信。
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函數就是對其進行的操作（讀/寫IO、打開、關閉）。套接字通常有兩種類型：基于文件的和面向網絡的。
第一種類型是基于文件的AF_UNIX，其主要用于同一計算機中的兩個進程間通信；第二種是面向網絡的AF_INET,主要用于互聯(lián)網上計算機之間的通信。
通常網絡套接字分為面向連接的套接字與無連接的套接字。面向連接的通信提供序列化的、可靠的和不重復的數據交付，而沒有記錄邊界。實現(xiàn)這種連接類型的主要協(xié)議是傳輸控制協(xié)議(TCP)。為了創(chuàng)建TCP套接字，必須使用SOCK_STREAM作為套接字類型。
與傳輸控制協(xié)議形成對比的是數據報類型的套接字，它是一種無連接的套接字。這意味著，在通信開始之前并不需要建立連接。此時，在數據傳輸過程并無法保證它的順序性、可靠性或者重復性。然而，數據報保存了記錄邊界，這意味著消息是以整體發(fā)送的，而并非分成多個片段。實現(xiàn)這種連接類型的主要協(xié)議是用戶數據報(UDP)。為了創(chuàng)建UDP套接字，必須使用SOCK_DGRAM作為套接字類型。
Python中的網絡編程
s=socket(family,type, proto=0)
參數一：地址簇 socket.AF_INET IPv4（默認） socket.AF_UNIX 只能夠用于單一的Unix系統(tǒng)進程間通信 參數二：連接類型 socket.SOCK_STREAM 流式socket , for TCP （默認） socket.SOCK_RAW 原始套接字，普通的套接字無法處理ICMP、IGMP等網絡報文，而SOCK_RAW可以 ；其次，SOCK_RAW也可以處理特殊的IPv4報文；利用原始套接字，可以通過IP_HDRINCL套接字選項由用戶構造IP頭。 參數三：協(xié)議 0?。J）與特定的地址家族相關的協(xié)議,如果是0，則系統(tǒng)就會根據地址格式和套接類別,自動選擇一個合適的協(xié)議 |
服務器套接字方法
| s.bind(address) | 將套接字綁定到地址。address地址的格式取決于地址族。在AF_INET下，以元組 (host,port)的形式表示地址。 |
| s.listen(backlog) | 開始監(jiān)聽傳入連接。backlog指定在拒絕連接之前，可以掛起的大連接數量。 |
| s.accept() | 接受連接并返回（conn,address）,其中conn是新的套接字對象，可以用來接收和發(fā)送數據。address是連接客戶端的地址。接收TCP客戶的連接（阻塞式）等待連接的到來 |
客戶端套接字方法
| s.connect(address) | 連接到address處的套接字。address的格式為元組（hostname,port）,如果連接出錯，返回socket.error錯誤。 |
| s.connect_ex(address) | 同上，只不過會有返回值，連接成功時返回0，連接失敗時候返回編碼，而不是拋出一個異常。 |
普通的套接字方法
| s.recv(bufsize[,flag]) | 接收套接字的數據。數據以字符串形式返回，bufsize指定最多可以接收的數量。flag提供有關消息的其他信息，通?？梢院雎浴?/td> |
| s.recv_into() | 接收TCP消息到指定的緩存區(qū)。 |
| sk.recvfrom(bufsize[.flag]) | 與recv()類似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收數據的字符串，address是發(fā)送數據的套接字地址。 |
| s.send(string[,flag]) | 將string中的數據發(fā)送到連接的套接字。返回值是要發(fā)送的字節(jié)數量，該數量可能小于string的字節(jié)大小。即：可能未將指定內容全部發(fā)送 。 |
| s.sendall(string[,flag]) | 將string中的數據發(fā)送到連接的套接字，但在返回之前會嘗試發(fā)送所有數據。成功返回None，失敗則拋出異常。內部通過遞歸調用 send，將所有內容發(fā)送出去。 |
| s.sendto(string[,flag],address) | 將數據發(fā)送到套接字，address是形式為（ipaddr，port）的元組，指定遠程地址。返回值是發(fā)送的字節(jié)數。該函數主要用于UDP協(xié)議。 |
| s.close() | 關閉套接字 |
| s.getpeername() | 返回連接套接字的遠程地址。返回值通常是元組（ipaddr,port） |
| s.getsockname() | 返回套接字自己的地址。通常是一個元組(ipaddr,port) |
面向阻塞的套接字方法
| s.setblocking(bool) | 是否阻塞（默認True），如果設置False，那么accept和recv時一旦無數據，則報錯。 |
| s.settimeout(timeout) | 設置套接字操作的超時期，timeout是一個浮點數，單位是秒。值為 None表示沒有超時期。一般，超時期應該在剛創(chuàng)建套接字時設置，因為它們可能用于連接的操作（如 client 連接最多等待5s） |
| s.gettimeout() | 獲取阻塞套接字操作的超時時間 |
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)建套接字關聯(lián)的文件對象 |
創(chuàng)建TCP服務器與客戶端
服務器端：
# !/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- ''' 這個腳本創(chuàng)建TCP服務器，它接收來自客戶端的消息并打印在終端，返回當前時間戳 ''' from socket import * from time import ctime HOST = '' PORT = 12345 BUFSIZ = 1024 ADDR = (HOST,PORT) tcpSerSock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM) tcpSerSock.bind(ADDR) tcpSerSock.listen(5) while True: print('waiting for connection...') tcpCliSock,addr=tcpSerSock.accept() print('...connected from:',addr) while True: data=tcpCliSock.recv(BUFSIZ) print(str(data,'utf-8')) if not data: break tcpCliSock.send(bytes(ctime(),'utf-8')) tcpCliSock.close() tcpSerSock.close()客戶端：
# !/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- from socket import * HOST = '127.0.0.1' PORT = 12345 BUFSIZ = 1024 ADDR = (HOST,PORT) tcpCliSock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM) tcpCliSock.connect(ADDR) while True: data = input('> ') if not data: break tcpCliSock.send(bytes(data,'utf-8')) data = tcpCliSock.recv(BUFSIZ) if not data: break print(str(data,'utf-8')) tcpCliSock.close()運行結果：
服務器端：
waiting for connection... ...connected from: ('127.0.0.1', 62735) 123 1234 3453 45 567客戶端：
> 123 Sat May 6 21:31:06 2017 > 1234 Sat May 6 21:32:44 2017 > 3453 Sat May 6 21:32:46 2017 > 45 Sat May 6 21:32:47 2017 > 567 Sat May 6 21:32:48 2017 >創(chuàng)建UDP客戶端與服務器
服務器端：
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- from socket import * from time import ctime ''' 這個腳本創(chuàng)建UDP服務器，接收來自客戶端的消息并打印在終端，返回當前時間戳 ''' HOST = '' PORT = 12345 BUFSIZ = 1024 ADDR = (HOST,PORT) udpSerSock = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) udpSerSock.bind(ADDR) while True: print('waiting for message... ') data,addr = udpSerSock.recvfrom(BUFSIZ) print(str(data,'utf-8')) udpSerSock.sendto(bytes(ctime(),'utf-8'),addr) print('...received form and return to:',addr) udpSerSock.close()客戶端：
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- from socket import * HOST = 'localhost' PORT = 12345 BUFSIZ = 1024 ADDR = (HOST,PORT) udpCliSock = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) while True: data=input('>') if not data: break udpCliSock.sendto(bytes(data,'utf-8'),ADDR) data,ADDR=udpCliSock.recvfrom(BUFSIZ) if not data: break print(str(data,'utf-8')) udpCliSock.close()輸出結果：
服務器端：
waiting for message... 123 ...received form and return to: ('127.0.0.1', 58765) waiting for message... 12334 ...received form and return to: ('127.0.0.1', 58765) waiting for message... 123 ...received form and return to: ('127.0.0.1', 58765) waiting for message... 14 ...received form and return to: ('127.0.0.1', 58765) waiting for message... 234 ...received form and return to: ('127.0.0.1', 58765) waiting for message... 5 ...received form and return to: ('127.0.0.1', 58765) waiting for message...客戶端：
>123 Sun May 7 11:59:46 2017 >12334 Sun May 7 12:02:32 2017 >123 1Sun May 7 12:02:33 2017 >4 2Sun May 7 12:02:34 2017 >34 Sun May 7 12:02:34 2017 >5 Sun May 7 12:02:35 2017 >SocketServer模塊
SocketServer是標準庫中的一個高級模塊，它的目的是簡化很多樣板代碼，它們是創(chuàng)建網絡客戶端和服務器必須的代碼。這個模塊中有各種各樣的類，這些類幫助程序員隱藏具體的實現(xiàn)細節(jié)，除此之外以面相對象的方式處理事務有助于組織數據，以及邏輯性地將功能放在正確的地方。在python3中SocketServer改名為socketserver。
各個類之間的繼承關系：
| BaseServer | | v | TCPServer |------->| UnixStreamServer | | v | UDPServer |------->| UnixDatagramServer || 類 | 描述 |
BaseServer | 包含核心服務器功能和mix-in類的鉤子，僅用于推導，這樣不會創(chuàng)建這個類的實例：可以用TCPServer或UDPServer創(chuàng)建類的實例 |
| TCPServer/UDPServer | 基于的網絡同步TCP/UDP服務器 |
UnixStreamServer / UnixDatagramServer | 基于文件的基礎同步TCP/UDP服務器 |
上面四個服務類都是同步處理請求的，即一個請求沒處理完不能處理下一個請求。當要想支持異步模型，可以利用多繼承讓server類繼承ForkingMixIn或ThreadingMixIn類。
| 類 | 描述 |
ForkingMixIn/ ThreadingMixIn | 核心派出或線程功能：只作用mix-in類域一個服務器類配合實現(xiàn)一些異步性；不能直接實例化。 |
ForkingTCPServer/ ForkingUDPServer | ForkingMixIn和TCPServer/UDPServer的組合，利用多進程實現(xiàn)異步 |
| ThreadingTCPServer/ ThreadingUDPServer | ThreadingMixIn和TCPServer/UDPServer的組合，利用多線程實現(xiàn)異步 |
在SocketServer模塊中，服務器處理請求主要通過BaseRequestHandler類來實現(xiàn)，在這個類中有多個處理函數可以使用。
setup()
在handle()方法之前調用執(zhí)行請求的初始化動作，默認不執(zhí)行任何操作。
handle()
此函數必須完成對服務器所有的請求工作，有些實例屬性對其可獲得，
請求通過self.request函數，
客戶端地址通過self.client_address函數，
服務器實例通過self.server函數，
self.request對于流服務self.request是套接字對象，對于數據報文self.request是一系列字符串和套接字。
finish()
在handle()函數后調用此方法，執(zhí)行請求后的清理操作，默認不執(zhí)行任何操作，如果setup()出現(xiàn)異常，此函數不會被調用。
服務器端實例：
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- ''' 通過socketserver類、TCPServer和StreamRequestHandler，該腳本創(chuàng)建時間戳TCP服務器 ''' from socketserver import (TCPServer as TCP, StreamRequestHandler as SRH) from time import ctime HOST = '' PORT = 12345 ADDR = (HOST,PORT) class MyRequestHandler(SRH): def setup(self): print('處理請求前！?。?#39;) def handle(self): conn=self.request print('...connected from:',self.client_address) print(str(conn.recv(1024),'utf-8')) conn.send(bytes(ctime(),'utf-8')) def finish(self): print('處理請求后?。?！') print('----------------------') tcpServ = TCP(ADDR,MyRequestHandler) print('waiting for connection...') tcpServ.serve_forever()客戶端實例：
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- from socket import * HOST = 'localhost' PORT = 12345 BUFSIZ = 1024 ADDR = (HOST,PORT) while True: tcpCliSock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM) tcpCliSock.connect(ADDR) data=input('>') if not data: break tcpCliSock.send(bytes(data,'utf-8')) data=tcpCliSock.recv(BUFSIZ) if not data: break print(str(data,'utf-8')) tcpCliSock.close()運行結果：
服務器端：
waiting for connection... 處理請求前?。?！ ...connected from: ('127.0.0.1', 62042) 1223 處理請求后！??！ ---------------------- 處理請求前?。?！ ...connected from: ('127.0.0.1', 62051) 123 處理請求后?。。?---------------------- 處理請求前?。?！ ...connected from: ('127.0.0.1', 62052) 5435 處理請求后?。?！ ---------------------- 處理請求前！??！ ...connected from: ('127.0.0.1', 62053) 574 處理請求后?。?！ ---------------------- 處理請求前?。。?...connected from: ('127.0.0.1', 62054) 68 處理請求后?。?！ ----------------------客戶端：
>1223 Sun May 7 13:01:45 2017 >123 Sun May 7 13:01:46 2017 >5435 Sun May 7 13:01:47 2017 >574 Sun May 7 13:01:48 2017 >68 Sun May 7 13:01:49 2017 >另外有需要云服務器可以了解下創(chuàng)新互聯(lián)cdcxhl.cn，海內外云服務器15元起步，三天無理由+7*72小時售后在線，公司持有idc許可證，提供“云服務器、裸金屬服務器、高防服務器、香港服務器、美國服務器、虛擬主機、免備案服務器”等云主機租用服務以及企業(yè)上云的綜合解決方案，具有“安全穩(wěn)定、簡單易用、服務可用性高、性價比高”等特點與優(yōu)勢，專為企業(yè)上云打造定制，能夠滿足用戶豐富、多元化的應用場景需求。
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