前言

工作中遇到各种各样的网络通信。有MQTT和CoAP这样的物联网应用层协议，也有各种自定义的TCP或UDP协议。使用各种不同的计算机语言和框架开发网络通信，例如Java的Netty框架，C语言原始socket，Python Socket。各有各的使用场景，难易程度相差巨大。Netty上手困难，C语言编写复杂，Python Socket上手容易。
本文先从最简单的Python入手，相较于其他手段（例如C Socket或Java Netty）使用Python实现一组Echo Client和Echo Server代码行数最少。

示例简述

• 客户端主动发送一组数据至服务器，收到服务器的响应后打印至控制台
• 服务器收到客户端的请求后，把请求内容原样返回值客户端
• 本例模拟，物联网终端设备与服务器通信，推荐使用bytes类型而不是string
• 开发环境 Windows PyCharm社区版 Python3.7

客户端示例

echo-client

import socket
import binascii

HOST = '127.0.0.1'
PORT = 50007
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect((HOST, PORT))

request = bytes([0x31, 0x32, 0x33, 0x34])
s.sendall(request )
response = s.recv(1024)
print('Received', binascii.hexlify(response))

代码说明

1. (HOST, PORT) python元组类型，一种不可改变的数组
2. bytes([0x31, 0x32, 0x33, 0x34]) python字节数组，通过decode方法可解码为string类型，同理string类型通过encode方法可编码为bytes类型。另外，bytes类型为不可变类型，对应的可变类型为bytearray
3. sendall输入参数为bytes类型，recv返回参数也为bytes类型
4. binascii.hexlify(response) 通过HEXSTRING格式打印至控制台

服务器示例

echo-server

import socket
import binascii

HOST = ''
PORT = 50007

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind((HOST, PORT))
s.listen(5)

while True:
    conn, address = s.accept()
    request = conn.recv(1024)
    print('Connected by', repr(address),
          'Received ', binascii.hexlify(request))
    if request:
        conn.sendall(request)

代码说明

1. accept()方法返回两个参数，conn可理解为套接字句柄，address为对端地址（客户端地址）
2. binascii.hexlify(response)，通过HEXSTRING格式打印至控制台

运行与测试

先启动服务器，再启动客户端。

服务器控制器输出

Connected by ('127.0.0.1', 65225) Receive  b'30313234'

客户端控制台输出

Received b'31323334'

总结

• 本例中的服务器示例并不能适应高并发场景
• 本例中的客户端可用于各种调试

相关资料

• 本例代码仓库【 python-socket-demo】
• 物联网图书推荐 CoAP基础 徐凯《IoT开发实战: CoAP卷》 2017 机械工业出版社【 京东链接】
• 物联网图书推荐 CoAPs进阶 徐凯 崔红鹏《密码技术与物联网安全:mbedtls开发实战》2019 机械工业出版社 【京东链接】