python网络编程与使用TCP协议实现聊天室

网络编程

从广义上讲，网络编程就是信息的发送和接收，中间传输就是物理线路的作用。

网络编程的主要任务是在发送端通过规定的协议将信息组装成数据包，并在接收端根据规定的协议解析数据包，提取相应的信息，达到通信的目的。中间最重要的是数据包的组装、数据包的过滤、数据包的捕获、数据包的分析，当然还有一些最后的处理，比如代码、开发工具、数据库、服务器设置，以及网页设计。

套接字是网络通信的关键。套接字也是应用程序和网络协议之间的接口。套接字由 IP 和端口号组成。

网络层通信主要由两种通信协议组成：TCP和UDP。数据传输的基本单位是数据包。网络层通信的关键是通过网络应用程序发送网络层协议封装的数据包，从而使计算机能够进行通信。

Socket

套接字是一个对象，它为特定网络协议（如 TCP/IP、ICMP/IP、UDP/IP 等）套件对上的网络应用程序提供者提供当前的可移植标准。它们允许程序接受并建立连接，例如发送和接收数据。为了建立通信通道，网络通信的每个端点都拥有一个套接字对象是极其重要的。

Socket是应用层和TCP/IP协议族之间进行通信的中间软件抽象层。它是一组接口。在设计模式上，Socket实际上是一种门面模式，将复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口的背后。对于用户来说，一组简单的接口就够了，让Socket组织数据来满足指定的需求。协议。因此，我们不需要深入了解TCP/UDP协议。套接字已经为我们封装好了。我们只需要按照socket的规定来编程即可。我们写的程序自然会遵循TCP/UDP标准。

一般socket建立链接需要六个步骤，其中包括：socket.socket()创建socket对象、s.bind绑定地址到socket对象、s.listen监听地址端口、s.accept阻塞接受链接请求、s.send，s.recv方法处理通信数据、s.close关闭链接。

python scoket

Python 提供了两种级别的网络服务访问：

低级别的网络服务支持基本的 Socket，它提供了标准的 BSD Sockets API，可以访问底层操作系统 Socket 接口的全部方法。
高级别的网络服务模块 SocketServer， 它提供了服务器中心类，可以简化网络服务器的开发。

Python 中，我们用socket库的 socket（）函数来创建套接字，语法格式如下：
socket.socket(family=AF_INET, type=SOCK_STREAM, proto=0, fileno=None)
参数：
socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)使用给定的地址族，套接字类型和协议号来创建一个新套接字。

family为指定的地址族：

socket.AF_UNIX：只能够用于单一的Unix系统进程间通信

socket.AF_INET：服务器之间的网络通信（ipv4协议的TCP和UDP）ipv4,默认为这个

socket.AF_INET6：服务器之间的网络通信ipv6

type为指定的套接字类型：

socket.SOCK_STREAM ：面向连接的TCP，默认为这个

socket.SOCK_DGRAM：面向非连接的UDP

套接字API
socket.scoket(…)可以创建一个scoket对象，socket对象只是一个TCP或UDP数据包的装载对象，主机通过该对象发送数据包。因此通讯的双方都需要socket对象。一方作为数据的接收端服务端，一方作为数据的发送端客户端。socket对象提供了API来创建服务端和客户端程序。

简单TCP案例
服务端：

import socket

# 创建socket,网络协议为ipv4，网络层协议为TCP
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 绑定套接字，接收所有ip
s.bind(('0.0.0.0',9000))

# 监听端口,指定连接最大数量
s.listen(2)
print("is listening...")

# 等待客户端连接，返回服务端scoket连接和套接字
fd, addr = s.accept()
print("connect to client successful")

# 接收客户端数据
data = fd.recv(1024)
print(data)

# 响应客户端
fd.send("Welcome to connect !".encode("utf-8"))

# 关闭连接
s.close()
print("closed")

客户：

import socket

# 创建socket
s=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 建立连接
s.connect(("127.0.0.1",9000))

# 发送数据
s.send("hello".encode("utf-8"))
print("connect to server successful")

# 接收响应数据
data = s.recv(1024)
print(data.decode("utf-8"))

# 关闭连接
s.close()
print("closed")

TCP协议的三次握手建立连接，所以第一次必须由客户端发送连接请求，因此服务端必须要在客户端先开启服务。

服务端运行结果：

客户端运行结果：

python聊天室

服务器端程序

import socket

s = socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_STREAM)

s.bind(('0.0.0.0', 9000))

s.listen(1)
print("is listening...")

fd, addr = s.accept()
print(fd.getpeername(), "is connected")
fd.send("welcome to connect !".encode('utf-8'))


def send_msg():
    print("请输入:")
    data0 = input()
    fd.send(data0.encode("utf-8"))


def recv_meg():
    data1 = fd.recv(1024)
    print("收到客户端消息:", data1)


if __name__ == "__main__":
    while True:
        # 接收消息
        recv_meg()
        # 发送消息
        send_msg()
        print("已发送")

客户程序

import socket

s = socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_STREAM)
s.connect(('127.0.0.1', 9000))
print("连接成功!")


def make_sock():
    send_data=input()
    s.send(send_data.encode("utf-8"))
    print("已发送!")
    return None


def recv_scok():
    get_data = s.recv(1024)
    if get_data is None:
        print("未收到数据")
    else:
        print("收到服务端内容:")
        print(get_data)
    return None


if __name__ == "__main__":
    flag = 1
    while True:
        if flag == 0:
            s.close()
            break
        else:
            print("请输入:")
            make_sock()
        # 接收消息
        recv_scok()
        print("请选择：任意.继续聊天 0.退出")
        a = input()
        flag = a

参考资料：
https://www.cnblogs.com/yunlong-study/p/9283529.html
https://www.cnblogs.com/zhangyingai/p/7097922.html
https://www.cnblogs.com/zhangxinqi/p/8243919.html
http://www.runoob.com/python3/python3-socket.html

UDP协议
udp和tcp差不多，只是udp使无连接无状态的，不需要监听，只有接收和发送数据。可能造成数据丢失。

# 客户端
import socket

s = socket.socket(family=socket.AF_INET,type=socket.SOCK_DGRAM)

# 发送数据
s.sendto("hell0".encode("utf-8"),('127.0.0.1',9000))
# 接收数据
data = s.recv(1024)
print(data)

if __name__ == "__main__":
    while True:
        print("请输入:")
        put = input()
        s.sendto(put.encode("utf-8"),('127.0.0.1',9000))
        print("收到服务端的数据：",s.recvfrom(1024))

# 服务器端

import socket

s = socket.socket(family=socket.AF_INET,type=socket.SOCK_DGRAM)

# 绑定端口
s.bind(("127.0.0.1",9000))

# 接收数据
data = s.recvfrom(1024)
print("收到来自客户端消息：",data)

# 发送数据
s.sendto("send a message to you".encode("utf-8"),('127.0.0.1',9000))

if __name__ == "__main__":
    while True:
        print("请输入:")
        put = input()
        s.sendto(put.encode("utf-8"),('127.0.0.1',9000))
        print("收到客户端的数据：",s.recvfrom(1024))

udp协议程序只管发送和接收数据，如果接收端没有udp程序接收数据就丢失了。

在主机上测试，发送端是自己，接收端也是省内，客户端的Qi激活，数据全部在服务器上。