Python Socket编程详解：TCP与UDP

"本文档详细介绍了Python中的socket编程，包括Socket模块的功能、套接字类型、Socket函数以及TCP服务端和客户端的编程思路。" 在Python中，socket编程是实现网络通信的基础，它提供了标准的BSD Sockets API，使得开发者能够创建和管理网络连接。Python的socket模块分为两个部分：Socket和SocketServer。Socket模块提供了基本的网络连接功能，而SocketServer则通过服务器中心类简化了网络服务器的开发。 1. 套接字类型 - `socket.AF_UNIX`：这是一种特殊类型的套接字，仅适用于在同一Unix系统内的进程间通信，不涉及网络。 - `socket.AF_INET`：这是最常用的类型，用于跨网络的服务器之间的通信，基于IPv4协议。 - `socket.AF_INET6`：支持IPv6协议，适用于未来的网络扩展和大型网络环境。 2. 套接字类型 - `socket.SOCK_STREAM`：对应TCP（Transmission Control Protocol），提供面向连接的、可靠的、基于字节流的通信，适合需要稳定传输数据的应用。 - `socket.SOCK_DGRAM`：对应UDP（User Datagram Protocol），是无连接的，每个数据包都是独立发送的，可能丢失或重复，适合对实时性要求高的应用。 3. Socket函数 - 创建套接字：`socket.socket(family, type[, protocol])`，其中参数family、type和protocol分别代表地址族、套接字类型和协议号。 - 绑定套接字：`s.bind(address)`，将套接字绑定到特定的IP和端口。 - 监听连接：`s.listen(backlog)`，设置最大连接队列长度。 - 接受连接：`s.accept()`，等待并接受客户端的连接请求，返回一个新的套接字和客户端的地址信息。 - 发送数据：`s.sendall(data)`，将数据发送到连接的远程主机。 - 接收数据：`s.recv(bufsize)`，从连接中接收数据，bufsize指定缓冲区大小。 - 关闭套接字：`s.close()`，结束套接字通信。 4. TCP服务端编程思路： - 创建套接字，使用`socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)`。 - 绑定套接字到本地IP和端口，使用`s.bind()`。 - 开始监听连接，调用`s.listen()`。 - 使用`s.accept()`循环接收客户端连接，创建新的套接字处理客户端请求。 - 通过新套接字`s.recv()`接收数据，`s.sendall()`发送响应，直到完成通信，关闭套接字。 5. TCP客户端编程思路： - 创建套接字，同样使用`socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)`。 - 连接到远程服务器，调用`s.connect()`。 - 发送数据，调用`s.sendall()`。 - 接收服务器响应，调用`s.recv()`。 - 通信完成后，关闭套接字。 在实际编程中，需要注意TCP和UDP的区别，TCP提供可靠的连接，而UDP则更注重速度。此外，数据传输时，不能直接发送列表、元组或字典，需要先将其转换成字符串，如`repr(data)`。原始套接字（SOCK_RAW）则用于处理更底层的网络报文，例如ICMP和IGMP。 Python的socket模块为开发者提供了强大的网络通信能力，无论是简单地实现TCP或UDP服务，还是构建复杂的网络应用，都能得心应手。通过理解并熟练运用这些基础知识，开发者可以轻松地构建自己的网络程序。