Python学习

第十五天

Socket编程-udp聊天器实现

不同电脑之间如何通信？
其实TCP/IP协议已经帮助我们解决了这个问题，我们知道IP地址可以标识网络中的主机，并且具有唯一性，端口可以标识程序中的进程，所以我们就可以利用协议+端口来标识主机中的应用进程了。
注意：有效的端口号范围是0～65535（小于1024的端口号预留给了系统）。一般来说，其余的端口号我们都可以根据实际的需要进行使用。

1、什么是Socket

Socket其实就是进程间通信的一种方式，可以实现不同主机间的进程间通信，像为我们平时使用的微信、QQ、等大多是基于socket来实现通信的。
其实socket套接字的使用与文件使用类似：
1、创建套接字
2、使用套接字发送/接受数据
3、关闭套接字
socket.AF_UNIX 用于同一台机器上的进程通信
socket.AF_INET 用于服务器与服务器之间的网络通信
socket.AF_INET6 基于IPV6方式的服务器与服务器之间的网络通信
socket.SOCK_STREAM 基于TCP的流式socket通信
socket.SOCK_DGRAM 基于UDP的数据报式socket通信
socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的连续数据包服务

2、socket-udp

2.1、发送数据:

import socket
def main():
    #创建udp套接字
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
    #发送数据/接受数据
    #接受消息的地址和端口 元组表示
    dest_addr = ('192.168.111.1',8080)
    udp_socket.sendto(b'haha',dest_addr)
    #关闭套接字
    udp_socket.close()
if __name__ == '__main__':
    main()

注意:sendto发送的数据是bytes类型，所以在字符串前加了一个b代表的就是bytes。
我们对上述代码进行优化:

import socket
def main():
    #创建udp套接字
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
    #发送数据/接受数据
    send_data = input('请输入你要发送的数据')
    #接受消息的地址和端口 元组表示
    dest_addr = ('192.168.111.1',8080)
    udp_socket.sendto(send_data.encode('utf-8'),dest_addr)
    #关闭套接字
    udp_socket.close()
if __name__ == '__main__':
    main()

2.2、接收数据

我们刚发送数据的时候，通过网络测试助手看到其实我们的发送方的端口并没有固定，这就存在问题了，没有办法接收数据，因为端口不固定，所以我们第一步需要有个固定的端口。
获得来自网络测试助手的数据：(b'hehe', ('192.168.111.1', 8080)) 来自于IP+端口的hehe数据。

#接收数据
import socket
def main():
    #创建udp套接字
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
    #绑定IP地址
    local_addr = ('',10000) #ip地址一般不用固定
    udp_socket.bind(local_addr)
    #等待对方发送数据 接收数据
    rec_data = udp_socket.recvfrom(1024) # 1024这次接收的最大字节数
    print(rec_data)  # (b'hehe', ('192.168.111.1', 8080))
    #关闭套接字
    udp_socket.close()
if __name__ == '__main__':
    main()

但是如果发送中文，就会呈现(b'\xb9\xfe\xb0\xa1\xb9\xfe', ('192.168.111.1', 8080))一种效果，下面我们来简单优化下:

import socket
def main():
    #创建udp套接字
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
    #绑定IP地址
    local_addr = ('',10000) #ip地址一般不用固定
    udp_socket.bind(local_addr)
    #等待对方发送数据 接收数据
    rec_data = udp_socket.recvfrom(1024) # 1024这次接收的最大字节数
    rec_msg = rec_data[0] #接收的数据
    send_addr = rec_data[1] # 发送者地址信息
    print('%s:%s' %(str(send_addr),rec_msg.decode('gbk')))
    # ('192.168.111.1', 8080):哈哈哈
    #关闭套接字
    udp_socket.close()
if __name__ == '__main__':
    main()

注意: print('%s:%s' %(str(send_addr),rec_msg.decode('gbk')))这里的这个编码gbk是因为我网络测试助手是在windows系统上，而windows系统默认的编码就是gbk。

3、socket-udp聊天器实现

我们在前面已经实现了单向的发消息以及接收消息，那么下面我们来以一个聊天器来加深对udp的认识。

#聊天器
import socket
def main():
    #创建udp套接字
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
    # 绑定IP地址
    local_addr = ('', 10000)  # ip地址一般不用固定
    udp_socket.bind(local_addr)
    #循环进行数据发送/接收
    while True:
        # 发送数据
        des_ip = input('请输入对方的ip地址')
        des_port = int(input('请输入对方的端口'))
        send_data = input('请输入发送的内容')
        udp_socket.sendto(send_data.encode('gbk'),(des_ip,des_port))
        # 接收数据
        # 等待对方发送数据 接收数据
        rec_data = udp_socket.recvfrom(1024)  # 1024这次接收的最大字节数
        rec_msg = rec_data[0]  # 接收的数据
        send_addr = rec_data[1]  # 发送者地址信息
        print('%s:%s' % (str(send_addr), rec_msg.decode('gbk')))
    #关闭套接字
    udp_socket.close()
if __name__ == '__main__':
    main()

上面我们已经实现了简单的聊天器功能，先发送数据，再接收数据。大家可以将发送数据、接收数据封装成方法也是可以的，这里只注重了实现，未加入数据的验证。
下面我们再来升级一下上述程序:

import socket
def send_msg(udp_socket):   # 发送数据
    des_ip = input('请输入对方的ip地址')
    des_port = int(input('请输入对方的端口'))
    send_data = input('请输入发送的内容')
    udp_socket.sendto(send_data.encode('gbk'), (des_ip, des_port))
def recv_msg(udp_socket):    # 接收数据
    rec_data = udp_socket.recvfrom(1024)  # 1024这次接收的最大字节数
    rec_msg = rec_data[0]  # 接收的数据
    send_addr = rec_data[1]  # 发送者地址信息
    print('%s:%s' % (str(send_addr), rec_msg.decode('gbk')))
def main():
    #创建udp套接字
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
    # 绑定IP地址
    local_addr = ('', 10000)  # ip地址一般不用固定
    udp_socket.bind(local_addr)
    #循环进行数据发送/接收
    while True:
        print('欢迎进入简易聊天系统')
        print('请输入你的选择'
              '1、发送消息'
              '2、接收消息'
              '3、退出系统')
        op = input('请输入您的选择')
        if op == '1':
            send_msg(udp_socket)
        elif op == '2':
            recv_msg(udp_socket)
        elif op == '0':
            break
        else:
            print('输入有误 请重新输入')
    #关闭套接字
    udp_socket.close()
if __name__ == '__main__':
    main()