Python3 网络编程学习笔记

1. 简介

网络编程是指使用计算机网络进行通信和数据传输的技术。Python3 提供了丰富的标准库支持网络编程，涵盖了 TCP/IP、UDP、HTTP、FTP、SMTP 等常用网络协议。

2. TCP/IP 编程

2.1 创建 socket 对象

Python3 的 socket 模块提供了 socket 类，可以用于创建套接字对象。下面的代码示例创建了一个 TCP 套接字：

pythonCopy Code
import socket

# 创建 TCP 套接字
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

2.2 建立连接

通过调用 connect() 方法可以与远程服务器建立连接。下面的代码示例建立了与本地主机的 80 端口的 HTTP 连接：

pythonCopy Code
import socket

# 创建 TCP 套接字
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 建立连接
s.connect(('localhost', 80))

2.3 发送数据

通过调用 send() 方法可以向远程服务器发送数据。下面的代码示例向本地主机的 80 端口发送了一条 HTTP 请求：

pythonCopy Code
import socket

# 创建 TCP 套接字
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 建立连接
s.connect(('localhost', 80))

# 发送数据
data = 'GET / HTTP/1.1\r\nHost: localhost\r\nConnection: close\r\n\r\n'
s.send(data.encode())

2.4 接收数据

通过调用 recv() 方法可以从远程服务器接收数据。下面的代码示例接收了从本地主机的 80 端口发送回来的 HTTP 响应：

pythonCopy Code
import socket

# 创建 TCP 套接字
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 建立连接
s.connect(('localhost', 80))

# 发送数据
data = 'GET / HTTP/1.1\r\nHost: localhost\r\nConnection: close\r\n\r\n'
s.send(data.encode())

# 接收数据
response = b''
while True:
    chunk = s.recv(1024)
    if not chunk:
        break
    response += chunk

print(response.decode())

3. UDP 编程

3.1 创建 socket 对象

与 TCP 编程类似，UDP 编程也是使用 socket 类创建套接字对象。下面的代码示例创建了一个 UDP 套接字：

pythonCopy Code
import socket

# 创建 UDP 套接字
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

3.2 发送数据

通过调用 sendto() 方法可以向指定地址发送数据。下面的代码示例向本地主机的 5000 端口发送了一条 UDP 数据报：

pythonCopy Code
import socket

# 创建 UDP 套接字
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# 发送数据
data = b'Hello, World!'
s.sendto(data, ('localhost', 5000))

3.3 接收数据

与发送数据类似，通过调用 recvfrom() 方法可以从指定地址接收数据。下面的代码示例接收了从本地主机的 5000 端口发送过来的一条 UDP 数据报：

pythonCopy Code
import socket

# 创建 UDP 套接字
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# 发送数据
data = b'Hello, World!'
s.sendto(data, ('localhost', 5000))

# 接收数据
data, addr = s.recvfrom(1024)
print('Received:', data.decode(), 'from', addr)

4. 实例：基于 TCP 的简单聊天室

下面的代码示例演示了如何使用 Python3 编写一个基于 TCP 的简单聊天室：

pythonCopy Code
import socket
import threading

# 创建 TCP 套接字
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 设置端口号和监听队列大小
HOST = 'localhost'
PORT = 5000
BACKLOG = 5

# 绑定地址和端口号
s.bind((HOST, PORT))

# 开始监听
s.listen(BACKLOG)

# 处理客户端连接的线程函数
def handle_client(conn):
    while True:
        data = conn.recv(1024)
        if not data:
            break
        print('Received:', data.decode())
        conn.sendall(data)
    conn.close()

# 等待客户端连接并启动线程处理连接
while True:
    conn, addr = s.accept()
    print('Connected by', addr)
    threading.Thread(target=handle_client, args=(conn,)).start()

此时，你可以使用 Telnet 程序连接到本地主机的 5000 端口测试聊天室。