1、客户端/服务器架构
什么是客户端/服务器架构?对于不同的人来说,它意味着不同的东西,这取决于你问谁以及描述的是软件还是硬件系统。在这两种情况中的任何一种下,前提都很简单:服务器就是一系列硬件或软件,为一个或多个客户端(服务的用户)提供所需的“服务”。它存在唯一目的就是等待客户端的请求,并响应它们(提供服务),然后等待更多请求。另一方面,客户端因特定的请求而联系服务器,并发送必要的数据,然后等待服务器的回应,最后完成请求或给出故障的原因。服务器无限地运行下去,并不断地处理请求;而客户端会对服务进行一次性请求,然后接收该服务,最后结束它们之间的事务。客户端在一段时间后可能会再次发出其他请求,但这些都被当作不同的事务。
2、客户端/服务器编程
2.1套接字
套接字的起源可以追溯到20 世纪70 年代,它是加利福尼亚大学的伯克利版本UNIX(称为BSD UNIX)的一部分。因此,有时你可能会听过将套接字称为伯克利套接字或BSD 套接字。套接字最初是为同一主机上的应用程序所创建,使得主机上运行的一个程序(又名一个进程)与另一个运行的程序进行通信。这就是所谓的进程间通信(Inter Process Communication,IPC)。有两种类型的套接字:基于文件的和面向网络的。UNIX 套接字是我们所讲的套接字的第一个家族,并且拥有一个“家族名字”AF_UNIX(又名AF_LOCAL,在POSIX1.g 标准中指定),它代表地址家族(address family):UNIX。包括Python 在内的大多数受欢迎的平台都使用术语地址家族及其缩写AF;其他比较旧的系统可能会将地址家族表示成域(domain)或协议家族(protocol family),并使用其缩写PF 而非AF。类似地,AF_LOCAL(在2000~2001 年标准化)将代替AF_UNIX。然而,考虑到后向兼容性,很多系统都同时使用二者,只是对同一个常数使用不同的别名。Python 本身仍然在使用AF_UNIX。因为两个进程运行在同一台计算机上,所以这些套接字都是基于文件的,这意味着文件
系统支持它们的底层基础结构。这是能够说得通的,因为文件系统是一个运行在同一主机上的多个进程之间的共享常量。
第二种类型的套接字是基于网络的,它也有自己的家族名字AF_INET,或者地址家族:因特网。另一个地址家族AF_INET6 用于第6 版因特网协议(IPv6)寻址。此外,还有其他的地址家族,这些要么是专业的、过时的、很少使用的,要么是仍未实现的。在所有的地址家族之中,目前AF_INET 是使用得最广泛的。
Python 2.5 中引入了对特殊类型的Linux 套接字的支持。套接字的AF_NETLINK 家族允许使用标准的BSD 套接字接口进行用户级别和内核级别代码之间的IPC。针对Linux 的另一种特性(Python 2.6 中新增)就是支持透明的进程间通信(TIPC)协议。TIPC 允许计算机集群之中的机器相互通信,而无须使用基于IP 的寻址方式。Python 对TIPC 的支持以AF_TIPC 家族的方式呈现。
2.2套接字地址:主机-端口对
有效的端口号范围为0~65535(尽管小于1024 的端口号预留给了系统)。
2.3面向连接的套接字
TCP 套接字,必须使用SOCK_STREAM 作为套接字类型。
2.4无连接的套接字
实现这种连接类型的主要协议是用户数据报协议(更为人熟知的是其缩写UDP)。为了创建UDP 套接字,必须使用SOCK_DGRAM 作为套接字类型。
3、python中的网络编程
3.1socket 模块
socket模块属性
套接字创建:
socket(socket_family, socket_type, protocol=0) tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) ud pSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
socket对象方法:
服务器创建:
ss = socket() # 创建服务器套接字 ss.bind() # 套接字与地址绑定 ss.listen() # 监听连接 inf_loop: # 服务器无限循环 cs = ss.accept() # 接受客户端连接 comm_loop: # 通信循环 cs.recv()/cs.send() # 对话(接收/发送) cs.close() # 关闭客户端套接字 ss .close() # 关闭服务器套接字#(可选)
为服务器实现一个智能的退出方案时,建议调用close()方法。
客户端创建:
cs = socket() # 创建客户端套接字 cs.connect() # 尝试连接服务器 comm_loop: # 通信循环 cs.send()/cs.recv() # 对话(发送/接收) cs .close() # 关闭客户端套接字
3.2 socketserver 模块
该模块中的类
创建SocketServer TCP 服务器
# 请求处理程序MyRequestHandler,作为SocketServer # 中StreamRequestHandler 的一个子类,并重写了它的handle()方法,该方法在基类Request 中 # 默认情况下没有任何行为。 # def handle(self): # pass # 当接收到一个来自客户端的消息时,它就会调用handle()方法。而StreamRequestHandler # 类将输入和输出套接字看作类似文件的对象,因此我们将使用readline()来获取客户端消息, # 并利用write()将字符串发送回客户端。 from socketserver import TCPServer as TCP,StreamRequestHandler as SRH from time import ctime HOST=‘‘ PORT=‘21567‘ ADDR=(HOST,PORT) class MyRequestHandle(SRH): def handle(self): print(‘...connected from:{0}‘,self.client_address) self.wfile.write(‘[%s]%s‘%(ctime(),self.rfile.readline())) tcpSever=TCP(ADDR,MyRequestHandle) print(‘waiting for connection‘) tcpSever.serve_forever()
创建TCP客户端
from socket import * HOST=‘localhost‘ PORT=‘21567‘ BUFSIZ=1024 ADDR=(HOST,PORT) while True: tcpClisocket=socket(ADDR,SOCK_STREAM) tcpClisocket.connect(ADDR) data=input(‘>‘) if not data: break # 因为这里使用的处理程序类对待套 # 接字通信就像文件一样,所以必须发送行终止符(回车和换行符) # 而服务器只是保留并重用这里发送的终止符。当得到从服务器返回的消息时,用strip() # 函数对其进行处理并使用由print声明自动提供的换行符。 tcpClisocket.send(‘%s\r\n‘%data) data=tcpClisocket.recv(BUFSIZ) if not data: break print(data.strip()) tcpClisocket.close()
3.3 Twisted模块
Twisted 是一个完整的事件驱动的网络框架,利用它既能使用也能开发完整的异步网络应用程序和协议。它提供了大量的支持来建立完整的系统,包括网络协议、线程、安全性和身份验证、聊天/ IM、DBM 及RDBMS 数据库集成、Web/因特网、电子邮件、命令行参数、GUI 集成工具包等。与SocketServer 类似,Twisted 的大部分功能都存在于它的类中。
Twisted Reactor TCP服务器
基于protocol 类创建TSServProtocol,重写connectionMade()和dataReceived()方法,当一个客户端连接到服务器时就会执行connectionMade()方法,而当服务器接收到客户端通过网络发送的一些数据时就会调用dataReceived()方法。
reactor 会作为该方法的一个参数在数据中传输,这样就能在无须自己提取它的情况下访问它。在服务器代码的最后部分中,创建了一个协议工厂。它之所以被称为工厂,是因为每次得到一个接入连接时,都能“制造”协议的一个实例。然后在reactor 中安装一个TCP 监听器,以此检查服务请求。当它接收到一个请求时,就会创建一个TSServProtocol 实例来处理那个客户端的事务。
from twisted.internet import protocol,reactor from time import ctime PORT=21567 class TSServProtocal(protocol.Protocol): def connectionMade(self): clnt=self.clnt=self.transport.getPeer().host print(‘...conected from:‘,clnt) def dataReceived(self, data): self.transport.write(‘[%s]%s‘%(ctime(),data)) factory=protocol.Factory() factory.protocol=TSServProtocal print(‘waiting for conneciton‘) reactor.listenTCP(PORT,factory) reactor.run()
Twisted Reactor TCP客户端
from twisted.internet import protocol, reactor HOST=‘localhost‘ PORT=21567 class TSClntProtocal(protocol.Protocol): def sendData(self): data=input(‘>‘) if data: print(‘...sending%...‘%data) else: self.transport.loseConnection() def connectionMade(self): self.sendData() def dataReceived(self, data): print(data) class TSClntFactory(protocol.Factory): protocol=TSClntProtocal clientConnectionLost=clientConnectionFailed= lambda self,connector,reason:reactor.stop() reactor.connectTCP(HOST,PORT,TSClntFactory()) reactor.run()