Python Socket 网络编程

理解网络通信要素，并使用 TCP、UDP Socket 编写客户端与服务端。

1.网络通信三要素

1.1七层协议

应用层表现层会话层传输层网络层数据链路物理层

1.2 IP

识别网络设备的唯一地址 IPV4/IPV6

1.3 端口

每运行一个程序都会有一个端口，想要给对应的程序发送数据，找到对应的端口即可

1.4 协议

1.4.1 TCP协议

面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议

三次握手：A：发送连接请求

B:确认连接，发送连接请求

A：确认连接

四次挥手：

A：发送关闭请求

B：确认关闭

B：发送关闭请求

A：确认关闭

1.4.2 UDP协议

面向连接的、不可靠的通信协议

2.Socket网络编程

2.1 客户端

1.实例化
2.连接服务器(IP，端口号)
3.发送消息
4.接收消息
5.关闭

import socket
# 1.#实例化
tcp_client= socket.socket()

# 2.#连接服务器 connect(ip,端口号)
tcp_client.connect(("127.0.0.1", 10087))

# 3.#发送消息 send(字节码)
message=input("请输入要发送的消息")
tcp_client.send(message.encode(encoding='utf-8'))

# 4.#接收消息 recv(接收字节数)
get_message=tcp_client.recv(1024)
print(get_message.decode(encoding='utf-8'))

# 5.#关闭客户端 close
tcp_client.close()

2.2 服务端

1.实例化
2.设置服务器ip和端口号
3.监听，设置最大接待量
4.接收用户(服务窗口、用户地址)
5.接收消息
6.发送消息
7.关闭服务窗口
8.关闭服务器

import socket

#创建服务器
sever_socket = socket.socket()

#给服务器选择 IP地址和端口
sever_socket.bind(("127.0.0.1", 11288))
#设置端口复用
sever_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

#设置最大连接数量,等待连接
sever_socket.listen(5)

while True:  #阻塞服务器关闭
    #等待客户端连接
    client_socket, client_address = sever_socket.accept()
    print("客户端已连接")

    #接收客户端数据
    recv_data = client_socket.recv(1024)
    print("接收到的数据为：", recv_data.decode(encoding='utf-8'))

    #发送数据给客户端
    client_socket.send("欢迎来到聊天室".encode(encoding='utf-8'))

    #关闭连接
    client_socket.close()

#所有连接结束,关闭服务器
sever_socket.close()

2.3 端口号复用

# 参数1: 表示当前套接字  # 参数2: 设置端口号复用选项  # 参数3: 设置端口号复用选项对应的值 tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)

3 拓展——综合案例

3.1 TCP服务端中转ollama

将服务器接收到的消息发送给ollama，将ollama传回的消息，传回给客户端

#服务器
import socket
import ollama
#创建服务器
sever_client=socket.socket()
#绑定ip和端口
sever_client.bind(("127.0.0.1", 10087))
#监听
sever_client.listen(5)
#接收客户端
client_socket, client_address = sever_client.accept()
print(f"用户{client_address}进入聊天室")
#接收消息
recv_message=client_socket.recv(1024)
print(f"用户{client_address}发送的消息为：{recv_message.decode(encoding='utf-8')}")
#连接ollama客户端-------------------------------------
ollama_client=ollama.Client(host="127.0.0.1:11434")
ollama_message=ollama_client.chat(model="qwen2:0.5b",
                                  messages=[{"role": "user", "content": recv_message.decode(encoding='utf-8')}])
print(f"ollama回复的消息为：{ollama_message.message.content}")
#结束连接ollama-------------------------------------
#将消息发送给客户端
client_socket.send(ollama_message.message.content.encode(encoding='utf-8'))
#关闭服务窗口
client_socket.close()
#关闭服务器

3.2 服务端储存客户端上传图片

客户端：将图片以二进制的方式发送给服务端

服务端：新建一个文件夹用于储存图片，使用时间戳给图片命名避免重复

将二进制转为图片格式写进文件夹

#1.开启客户端
import socket
user_client=socket.socket()
#2.连接服务端
user_client.connect(("127.0.0.1",10087))
#3.发送图片
with open("bb.png","rb+") as f:
    image=f.read()
    user_client.send(image)
    print("图片发送成功")
    user_client.recv(1024)
    user_client.close()

#1.创建客户端
import socket
import time
sever_client=socket.socket()
#2.连接服务器
sever_client.bind(("127.0.0.1", 10087))
#3.监听
sever_client.listen(5)
#4.接收客户端
client_socket, client_address = sever_client.accept()
print(f"用户{client_address}进入聊天室")
#5.接收消息
recv_message=client_socket.recv(10*1024*1024)
with open(file=f"sever_image/{time.time()}.png",mode= "wb") as f:
    f.write(recv_message)
    print(f"用户{client_address}发送的图片保存成功")
    client_socket.send("图片保存成功".encode(encoding='utf-8'))
    client_socket.close()

# sever_client.close()

3.3 UDP——飞秋客户端

1.实例化（将协议改为UDP协议）

2.发送消息消息（ip，端口号）

import socket
#修改默认值为UDP
udp_client=socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)

#发送消息->飞秋 '1:134871264:叶子:长乐西苑:32:{message}'
message=input("请输入要发送的消息：")
udp_client.sendto(f'1:134871264:叶子:长乐西苑:32:{message}'.encode(encoding='gbk'),("127.0.0.1", 2425))