WOW

一、原始Python服务器 socket接口是实际上是操作系统提供的系统调用 1、TCP/IP和socket socket是进程间通信的一种方法，它是基于网络传输协议的上层接口 socket有许多种类型 - 基于TCP协议 - 基于UDP协议,等双向管道(duplex PIPE)存活于同一台电脑中，所以不必区分两个进程的所在计算机的地址，而socket必须包含有地址信息，以便实现网络通信。一个socket包含四个地址信息: - 两台计算机的IP地址 - 两个进程所使用的端口(port)。 *IP地址用于定位计算机，而port用于定位进程 (一台计算机上可以有多个进程分别使用不同的端口)* ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/uid/187074/1508331036348.png-wm) 2、TCP socket TCP socket最为常用 > 一个进程向socket的一端写入或读取文本流，而另一个进程可以从socket的另一端读取或写入，比较特别是，这两个建立socket通信的进程可以分别属于两台不同的计算机在互联网上，我们可以让某台计算机作为服务器。服务器开放自己的端口，被动等待其他计算机连接。当其他计算机作为客户，主动使用socket连接到服务器的时候，服务器就开始为客户提供服务 **socket包** - 服务器端,使用bind()方法来赋予socket以固定的地址和端口，并使用listen()方法来被动的监听该端口当有客户尝试用connect()方法连接的时候，服务器使用accept()接受连接，从而建立一个连接的socket： ``` # Written by Vamei # Server side import socket # Address HOST = '' PORT = 8000 reply = 'Yes' # Configure socket # IPv4(AF_INET，IP version 4) # TCP协议(SOCK_STREAM) s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) s.bind((HOST, PORT)) # passively wait, 3: maximum number of connections in the queue s.listen(3) # accept and establish connection conn, addr = s.accept() # receive message request = conn.recv(1024) print 'request is: ',request print 'Connected by', addr # send message conn.sendall(reply) # close connection conn.close() ``` 用另一台电脑作为客户，我们主动使用connect()方法来搜索服务器端的IP地址(在Linux中，你可以用$ ifconfig来查询自己的IP地址)和端口，以便客户可以找到服务器，并建立连接 ``` # Written by Vamei # Client side import socket # Address HOST = '172.20.202.155' PORT = 8000 request = 'can you hear me?' # configure socket s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) s.connect((HOST, PORT)) # send message s.sendall(request) # receive message reply = s.recv(1024) print 'reply is: ',reply # close connection s.close() ``` ![实验楼](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/1870741508333375032-wm) 3、基于TCP socket的HTTP服务器 socket传输自由度太高，从而带来很多安全和兼容的问题往往利用一些应用层的协议(比如HTTP协议)来规定socket 使用规则，以及所传输信息的格式。 HTTP协议利用请求-回应(request-response)的方式来使用TCP socket 客户端向服务器发一段文本作为request，服务器端在接收到request之后，向客户端发送一段文本作为response。在完成了这样一次request-response交易之后，TCP socket被废弃。下次的request将建立新的socket。request和response本质上说是两个文本，只是HTTP协议对这两个文本都有一定的格式要求。一个简易的HTTP服务器端： ``` import socket # Address HOST = '' PORT = 8000 # Prepare HTTP response text_content = '''HTTP/1.x 200 OK Content-Type: text/html WOW

Wow, Python Server

''' # Read picture, put into HTTP format f = open('test.jpg','rb') pic_content = ''' HTTP/1.x 200 OK Content-Type: image/jpg ''' pic_content = pic_content + f.read() f.close() # Configure socket s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) s.bind((HOST, PORT)) # infinite loop, server forever while True: # 3: maximum number of requests waiting s.listen(3) conn, addr = s.accept() request = conn.recv(1024) method = request.split(' ')[0] src = request.split(' ')[1] # deal with GET method if method == 'GET': # ULR if src == '/test.jpg': content = pic_content else: content = text_content print 'Connected by', addr print 'Request is:', request conn.sendall(content) # close connection conn.close() ``` ![实验楼](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/1870741508334929871-wm) 4、深入HTTP服务器程序整个response分为起始行(start line), 头信息(head)和主体(body)三部分。起始行就是第一行:**HTTP/1.x 200 OK** 它实际上又由空格分为三个片段 - HTTP/1.x表示所使用的HTTP版本 - 200表示状态(status code)，200是HTTP协议规定的，表示服务器正常接收并处理请求 - OK是供人来阅读的status code 头信息跟随起始行，它和主体之间有一个空行。这里的text_content或者pic_content都只有一行的头信息，text_content用来表示主体信息的类型为html文本：**Content-Type: text/html** pic_content的头信息(Content-Type: image/jpg)说明主体的类型为jpg图片(image/jpg) 主体信息为html或者jpg文件的内容 *注：对于jpg文件，我们使用'rb'模式打开，是为了与windows兼容。因为在windows下，jpg被认为是二进制(binary)文件，在UNIX系统下，则不需要区分文本文件和二进制文件* 尽管request也可以像response那样分为三部分，request的格式与response的格式并不相同。request由客户发送给服务器，比如下面是一个request： ``` GET /test.jpg HTTP/1.x Accept: text/* ``` 起始行可以分为三部分第一部分请求方法(request method) - GET:请求服务器发送资源给客户（最常用） - PUT - POST:当我们填写表格并提交时用（最常用） - DELETE - HEAD 第二部分是URL > 通常指向一个资源(服务器上的资源或者其它地方的资源) 第三部分为HTTP版本引入更高级的Python包 1、支持POST 首先增加该服务器的功能。这里增添了表格，以及处理表格提交数据的"POST"方法原始程序: ``` # A messy HTTP server based on TCP socket import socket # Address HOST = '' PORT = 8000 text_content = ''' HTTP/1.x 200 OK Content-Type: text/html WOW

Wow, Python Server

''' f = open('test.jpg','rb') pic_content = ''' HTTP/1.x 200 OK Content-Type: image/jpg ''' pic_content = pic_content + f.read() # Configure socket s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) s.bind((HOST, PORT)) # Serve forever while True: s.listen(3) conn, addr = s.accept() request = conn.recv(1024) # 1024 is the receiving buffer size method = request.split(' ')[0] src = request.split(' ')[1] print 'Connected by', addr print 'Request is:', request # if GET method request if method == 'GET': # if ULR is /test.jpg if src == '/test.jpg': content = pic_content else: content = text_content # send message conn.sendall(content) # if POST method request if method == 'POST': form = request.split('\r\n') idx = form.index('') # Find the empty line entry = form[idx:] # Main content of the request value = entry[-1].split('=')[-1] conn.sendall(text_content + '\n

' + value + '

') ###### # More operations, such as put the form into database # ... ###### # close connection conn.close() ``` 2、使用SocketServer 首先使用SocketServer包来方便的架设服务器之前我们先设置了socket的类型，然后依次调用bind(),listen(),accept()，最后使用while循环来让服务器不断的接受请求。这些步骤可以通过SocketServer包来简化 SocketServer： ``` # Written by Vamei # use TCPServer import SocketServer HOST = '' PORT = 8000 text_content = ''' HTTP/1.x 200 OK Content-Type: text/html WOW

Wow, Python Server

''' f = open('test.jpg','rb') pic_content = ''' HTTP/1.x 200 OK Content-Type: image/jpg ''' pic_content = pic_content + f.read() # This class defines response to each request class MyTCPHandler(SocketServer.BaseRequestHandler): def handle(self): # self.request is the TCP socket connected to the client request = self.request.recv(1024) print 'Connected by',self.client_address[0] print 'Request is', request method = request.split(' ')[0] src = request.split(' ')[1] if method == 'GET': if src == '/test.jpg': content = pic_content else: content = text_content self.request.sendall(content) if method == 'POST': form = request.split('\r\n') idx = form.index('') # Find the empty line entry = form[idx:] # Main content of the request value = entry[-1].split('=')[-1] self.request.sendall(text_content + '\n

' + value + '

') ###### # More operations, such as put the form into database # ... ###### # Create the server server = SocketServer.TCPServer((HOST, PORT), MyTCPHandler) # Start the server, and work forever server.serve_forever() ``` 建立了一个TCPServer对象，即一个使用TCP socket的服务器。在建立TCPServe的同时，设置该服务器的IP地址和端口。使用server_forever()方法来让服务器不断工作(就像原始程序中的while循环一样)。传递给TCPServer一个MyTCPHandler类。这个类定义了如何操作socket。MyTCPHandler继承自BaseRequestHandler。改写handler()方法，来具体规定不同情况下服务器的操作。在handler()中，通过self.request来查询通过socket进入服务器的请求 (正如我们在handler()中对socket进行recv()和sendall()操作)，还使用self.address来引用socket的客户端地址。经过SocketServer的改造之后，代码还是不够简单。我们上面的通信基于TCP协议，而不是HTTP协议。因此，我们必须手动的解析HTTP协议。我们将建立基于HTTP协议的服务器 3、SimpleHTTPServer: 使用静态文件来回应请求 HTTP协议基于TCP协议，但增加了更多的规范。这些规范，虽然限制了TCP协议的功能，但大大提高了信息封装和提取的方便程度。对于一个HTTP请求(request)来说，它包含有两个重要信息：请求方法和URL ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/uid/187074/1508394612231.png-wm)

“Python快速教程”实验报告