python的socket编程

socket是基于(TCP、UDP、IP)的通讯、也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求，通讯过程由服务端的socket处理信息发送，由客户端的socket处理信息接收。

socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，对于文件用【打开】【读写】【关闭】模式来操作。socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是针对服务器端和客户端Socket进行的操作(读/写IO、打开、关闭)

python中的内置模块socket实现了python的socket编程：

python中的socket模块的内置方法：

socket.getaddrinfo(host，port，family = 0，type = 0，proto = 0，flags = 0)

将host/port参数转换为5元组序列，其中包含用于创建连接到该服务的套接字的所有必要参数。 host是域名。port是数字端口号。

可以选择指定family、type和proto参数，以缩小返回的地址列表。将零作为每个参数的值传递，将选择完整的结果范围。flags参数可以是一个或多个AI_x常量，并且会影响计算和返回结果的方式。例如，AI_NUMERICHOST将禁用域名解析，如果主机是域名，则会引发错误。

函数返回具有5个元组的列表：(family, type, proto, canonname, sockaddr)

其中，family、type和proto都是整数，如果AI_CANONNAME是flags参数的一部分，canonname将是一个表示主机规范名称的字符串;否则为空。sockaddr是一个描述套接字地址的元组(将host转换为IPv4或IPv6地址格式)。其格式取决于返回的系列，如果为AF_INET返回(address，port)2元祖，如果为AF_INET6返回(address，port，flow info，scope id)4元祖

socket.getfqdn([name])：返回一个完全合格的域名名称。如果省略name或为空返回本地主机名

socket.gethostbyname(hostname)：返回将主机名解析转换为IPv4格式的字符串。不支持IPv6名称解析

socket.gethostbyname_ex(hostname)：返回(hostname,aliaslist,ipaddrlist)三元组，hostname是响应给定hostname的主要主机名，aliaslist是同一地址的备用主机名的列表(可能为空)，ipaddrlist是同一接口上的IPv4 / v6地址列表主机(通常但不总是一个地址)。

socket.gethostbyaddr(ip_address)：返回(hostname,aliaslist,ipaddrlist)三元组，ip_address是响应给定ip_address的主要主机名，aliaslist是同一地址的备用主机名的列表(可能为空)，ipaddrlist是同一接口上的IPv4 / v6地址列表主机(最有可能只包含一个地址)。该函数支持IPv4和IPv6。

socket.gethostname()：返回当前机器的主机名。注意并不总是返回完全限定的域名，使用getfqdn(socket.gethostname())返回合格的域名名称

socket.getnameinfo(sockaddr，flags)：将套接字地址sockaddr转换为(host,port)2元组。根据flags的设置，结果可以包含主机中的完全限定域名或数字地址表示。

socket.getprotobyname(protocolname)：将Internet协议名称(例如‘icmp‘)转换为适合作为socket.socket()第三个参数的常量。这通常仅在以“原始”模式(SOCK_RAW)打开的套接字时需要; 对于正常的套接字模式，如果省略协议或为零，则自动选择正确的协议。

socket.getservbyname(servicename[，protocolname])：将Internet服务名称和协议名称转换为该服务的端口号。可选的协议名称(如果给定)应为‘tcp‘或者‘udp‘，否则任何协议都将匹配。

socket.getservbyport(port[，protocolname])：将Internet端口号和协议名称转换为该服务的服务名称。可选的协议名称(如果给定)应为‘tcp‘或者‘udp‘，否则任何协议都将匹配。

socket.inet_aton(ip_string)：将IPv4地址转换为32位打包二进制格式的字节对象，长度为四个字符。如果IPv4地址字符串无效会引发OSError，该函数不支持IPv6

socket.inet_ntoa(packed_ip)：将32位打包的IPv4地址转换为标准的字符串。如果传递的字节长度不是4个字节，则会引发OSError，该函数不支持IPv6

socket.inet_pton(address_family，ip_string)：将IP地址ip_string从其address_family(AF_INET或AF_INET6)系列特定的格式转换为压缩的二进制格式。如果IP地址字符串ip_string无效，将引发OSError。

socket.inet_ntop(address_family，packed_ip)：将打包的IP地址转换为其特定于address_family(AF_INET或AF_INET6)系列的字符串表示形式。字节对象压缩的IP不是指定地址系列的正确长度，将引发ValueError。调用inet_ntop()出错将引发OSError。

socket.getdefaulttimeout()：返回新建套接字对象的默认超时(以秒为单位)。值为None表示新套接字对象没有超时。首次导入套接字模块时，默认为None。

socket.setdefaulttimeout(timeout)：设置新套接字对象的默认超时(以秒为单位)。首次导入套接字模块时，默认为None。

下面4个是仅Unix可用的方法：

socket.sethostname(name)：将计算机的主机名设置为name。如果没有足够的权限将引发OSError。

socket.if_nameindex()：返回网络接口信息列表(索引int，名称字符串)元组。 如果系统调用失败印发OSError。

socket.if_nametoindex(if_name)：返回与接口名称对应的网络接口索引号。 如果不存在具有给定名称的接口引发OSError。

socket.if_indextoname(if_index)：返回与接口索引号对应的网络接口名称。 如果没有与给定索引的接口存在引发OSError。

python中socket模块的Socket对象：下面三个类都可以创建Socket对象

socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_STREAM, proto=0, fileno=None)

family: 套接字家族，可以使用AF_INET(默认值), AF_INET6,AF_UNIX,AF_CAN,AF_PACKET和AF_RDS

type: 套接字类型是面向连接的SOCK_STREAM(TCP)还是非连接SOCK_DGRAM(UDP)，或者其他的SOCK_*类型的常量

proto: 协议编号，一般不填使用默认值0.参考socket模块的getprotobyname()方法

fileno：套接字的文件描述符

socket.socketpair([family [，type [，proto ] ] ] )

使用给定的地址系列，套接字类型和协议编号构建一对连接的套接字对象。地址族，套接字类型和协议号与上述socket()功能相同。如果在平台上定义的话，默认的系列是AF_UNIX;否则，默认的系列是AF_INET。新创建的套接字是不可继承的。

socket.create_connection(address [，timeout [，source_address ] ] )

连接到地址(host,port)的TCP服务并返回Socket对象。这是一个比socket.connect()更高级别的函数：如果主机是非数字主机名，它将尝试用AF_INET和AF_INET6解析它，然后依次尝试连接到所有可能的地址，直到连接成功。这使得编写既兼容IPv4又兼容IPv6的客户端变得容易。

如果提供了source_address(一个(host, port)2元祖)，则在连接之前，要将套接字绑定到source_address

Socket对象(内建)方法

服务器端套接字

s.bind(address) 绑定地址(host,port)到套接字，用于指定服务的监听端口，host可以使用socket.gethostname()来获取本地主机名， address地址的格式取决于地址族。在AF_INET下,以元组(host,port)的形式表示。

s.listen(backlog) 开始TCP监听。backlog指定在拒绝连接之前，服务器可以挂起的最大连接数量。该值至少为1，大部分应用程序设为5就可以了。

s.accept() 被动接受TCP客户端连接,(阻塞式)等待连接的到来,接受连接并返回(conn,address,其中conn是新的套接字对象，可以用来接收和发送数据。address是连接客户端的地址。

客户端套接字

s.connect(address)主动TCP连接到address。一般address的格式为元组(hostname,port)，如果连接出错，返回socket.error错误。

s.connect_ex()同connect()，不同的是该函数有返回值(int类型)，连接成功时返回0，失败时候返回对应编码,而不是抛出异常

公共用途的套接字函数

s.close() 关闭套接字

s.recv(bufsize[.flag]) 接收TCP数据，数据以字节字符串形式返回，bufsize指定每次接收的最大数据量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。

s.send(bytes[,flag]) 发送TCP数据，将bytes中的数据发送到连接的套接字。返回值是发送的字节数量，可能小于string的字节大小(可能未将指定内容全部发送)。

s.sendall(bytes[,flag]) 完整发送TCP数据。将bytes中的数据发送到连接的套接字，尝试发送所有数据，成功返回None，失败则抛出异常。内部通过递归调用send，尝试将所有内容发送出去。

s.sendto(bytes,address)发送TCP数据到一个新的套接字address

s.recvfrom(bufsize[.flag]) 接收UDP数据，与recv()类似，但返回值是(data,address)。其中data是包含接收数据的字符串，address是发送数据的套接字地址。

s.sendto(string[,flag],address) 发送UDP数据，将数据发送到套接字，address是形式为(ipaddr，port)的元组，指定远程地址。返回值是发送的字节数。

s.getpeername() 返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组(ipaddr,port)。

s.getsockname() 返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)

s.settimeout(timeout) 设置套接字操作的超时期，timeout是一个浮点数，单位是秒。值为None表示没有超时期。一般，超时期应该在刚创建套接字时设置，因为它们可能用于连接的操作(如connect())

s.gettimeout() 返回当前超时期的值，单位是秒，如果没有设置超时期，则返回None。

s.fileno() 返回套接字的文件描述符。失败时返回-1。

s.setblocking(flag) 是否阻塞(默认True)，如果设置False，调用recv()没有任何数据，或send()调用无法立即发送数据，那么将引起socket.error异常。

s.getblocking()：返回套接字是否处于阻塞模式

s.shutdown(how)关闭连接的一个或两个部分。如果how为SHUT_RD，则不允许进一步接收。如果how为SHUT_WR，则不允许进一步发送。如果how为SHUT_RDWR，则不允许进一步发送和接收。

s.dup()设置套接字为不可继承

s.get_inheritable()获取套接字的文件描述符或套接字句柄的可继承标志：如果套接字可以在子进程中继承，则为true;如果无法继承，则为false。

使用socket访问http示例：

import socket
import ssl
def blocking(url,port=80):
    sock = socket.socket()
    if port==443: #如果访问的是https网页
        sock = ssl.wrap_socket(sock)
    sock.connect((url, port))
    request_head = ‘POST /login.php HTTP/1.1\rHost: %s\rUser-Agent: diy agent\rAccept: */*\rConnection: close\rCookie: k=122;df=345\rContent-Type: application/x-www-form-urlencoded\rContent-Length: 14\r\rasdf=11&sdf=22‘ % (url)
    sock.send(request_head.encode(‘utf-8‘))
    response = b‘‘
    chunk = sock.recv(1024)
    while chunk:  # 每次接受1024字节，循环接收数据，因为有可能一次接收不完整
        response += chunk
        chunk = sock.recv(1024)
    return response.decode(‘utf-8‘)
print(blocking(‘www.a.com‘)) #访问并打印http://www.a.com页面
print(blocking(‘www.b.com‘,443)) #访问并打印https://www.b.com页面

访问https

使用socket访问https页面时需要引入ssl模块并使用ssl.wrap_socket(socket)方法返回ssl套接字(sslscoket)对象，ssl套接字对象可以使用socket对象的所有方法。

请求头connection

HTTP 1.1协议中，请求头中默认connection: keep-alive。

Connection: keep-alive ：一个请求完成后，用于传输HTTP数据的TCP连接不会关闭，再次访问这个服务器上的网页，会继续使用这一条已经建立的TCP连接

Connection: close：一个请求完成后，服务器主动断开用于传输HTTP数据的TCP连接， 当客户端再次发送请求，需要重新建立TCP连接。

python中的socket.recv如果接收不到数据，会等待直到(超过keep-alive的最大保持连接时间)服务器主动断开TCP连接才会返回NULL，一般是30s~60s，所以使用socket模块访问http数据的时候需要在请求头中添加connection: close选项