[网络协议]【Python】使用python通过TCP或UDP，实现收发报文数据

1. socket 模块

socket 又称"套接字"，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，使主机间或者一台计算机上的进程间可以通讯。

可以通过socket() 函数来创建套接字对象：

• socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)：创建socket对象，走TCP通道
• socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)：创建socket对象，走UDP通道

socket对象的方法：

1.tcp相关的方法

2.udp相关的方法

3.公共方法

2. 通过TCP收发报文

1.新建文件tcp_server.py，用于模拟server端。

import socket

tcpServer = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 创建socket对象，走tcp通道
host = socket.gethostname() # 获取本地主机名
port = 1000 # 端口号
addr = (host, port)
tcpServer.bind(addr) # 绑定地址
tcpServer.listen(5) # 设置最大连接数，超过后排队

while True:
    conn,addr = tcpServer.accept() # 建立客户端连接
    print(conn)
    data = conn.recv(1024) # 接收来自客户端的数据，小于1024字节
    print(data)
    msg = 'Hello Client'.encode('utf-8')
    conn.send(msg) # 发送数据给客户端
    conn.close() # 关闭连接
    

1. 本地主机名也可以换成IP地址，如host = '192.168.1.100'
2. server 端需要一直运行，等待 client 端的连接，所以使用while True无限循环
3. 发送的数据必须是bytes类型，所以字符串需要编码'Hello Client'.encode('utf-8')，编码后为bytes类型

2.新建文件tcp_client.py，用于模拟client端。

import socket               
 
tcpClient = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 创建socket对象
host = socket.gethostname() 
port = 1000 
addr = (host, port)
tcpClient.connect(addr) # 连接服务，指定主机和端口号
data = b'\x01\x64\xff' # 报文数据，bytes类型
tcpClient.send(data) # 发送数据给服务端
msg = tcpClient.recv(1024) # 接收来自服务端的数据，小于1024字节
print(msg.decode('utf-8'))
tcpClient.close()

client 端的地址需与 server 端一致，否则会报错：

• IP地址不一致，则会发送数据给其他服务器，可能会出现报错TimeoutError
• 端口号不一致，会出现报错ConnectionRefusedError

3.打开两个cmd窗口，一个为server端窗口，另一个为client端窗口。

运行顺序，先启动server，后启动client：
server端窗口，先执行命令python tcp_server.py；client端窗口，后执行命令python tcp_client.py 。

运行结果如下：
server端窗口：

$ py tcp_server.py
<socket.socket fd=452, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('192.168.1.100', 1000), raddr=('192.168.1.100', 61235)>
b'\x01d\xff'

client端窗口：

$ py tcp_client.py
Hello Client

注：可以看到server端打印的报文为b'\x01d\xff'，看上去与client端发送报文b'\x01\x64\xff'不一致，实际上是一致的。
\x01d中的d为ASCII码，d对应的16进制的ASCII码正好是64，也就是说\x01d其实就是\x01\x64的缩写而已。

运行如下代码，可以看到两者报文的长度和内容都是一致的：

clientData =  b'\x01\x64\xff'
serverData = b'\x01d\xff'
print(list(clientData)) # [1, 100, 255]
print(list(serverData)) # [1, 100, 255]

3. 通过UDP收发报文

1.新建文件udp_server.py，用于模拟server端。

import socket

udpServer = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # 创建socket对象，走udp通道
host = socket.gethostname() # 获取本地主机名
port = 1000
serverAddr = (host, port)
udpServer.bind(serverAddr) # 绑定服务端地址

while True:
    clientData,clientAddr = udpServer.recvfrom(1024) # 接收来自客户端的数据
    print(clientData,clientAddr)
    msg = 'Hello Client'.encode('utf-8')
    udpServer.sendto(msg, clientAddr) # 发送数据给客户端
    

2.新建文件udp_client.py，用于模拟client端。

import socket

udpClient = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # 创建socket对象，走udp通道
host = socket.gethostname() # 获取本地主机名
port = 1000
serverAddr = (host, port)

data = b'\x01\x64\xff' # 报文数据，bytes类型
udpClient.sendto(data, serverAddr) # 发送数据给服务端
serverData,serverAddr = udpClient.recvfrom(1024) # 接收来自服务端的数据
print(serverData.decode('utf-8'), serverAddr)
udpClient.close()
    

3.打开两个cmd窗口，一个为server端窗口，另一个为client端窗口。

运行顺序，先启动server，后启动client：
server端窗口，先执行命令python udp_server.py；client端窗口，后执行命令python udp_client.py 。

运行结果如下：
server端窗口：

$ py udp_server.py
b'\x01d\xff' ('192.168.1.100', 53048)

client端窗口：

$ py udp_client.py
Hello Client ('192.168.1.100', 1000)