Lập trình mạng trong Python




Chương này sẽ trình bày cho bạn hiểu về khái niệm quan trọng nhất trong lập trình mạng, đó là Lập trình Socket.

Socket là gì?

Socket là các điểm đầu nút (endpoint) của một kênh giao tiếp song hướng. Các Socket có thể giao tiếp bên trong một tiến trình, giữa các tiến trình trên cùng một thiết bị hoặc giữa các tiến trình trên các lục địa khác nhau.

Các Socket có thể được triển khai thông qua các kênh khác nhau: domain, TCP, UDP, … Thư viện socket cung cấp các lớp riêng để xử lý các trình truyền tải cũng như một Interface chung để xử lý phần còn lại.

Socket có các khái niệm riêng như sau:

Khái niệmMiêu tả
domainLà family của các giao thức protocol được sử dụng như là kỹ thuật truyền tải. Các giá trị này là các hằng như AF_INET, PF_INET, PF_UNIX, PF_X25, …
typeKiểu giao tiếp giữa hai endpoint, đặc trưng là SOCK_STREAM cho các giao thức hướng kêt nối (connection-oriented) và SOCK_DGRAM cho các giao thức không hướng kết nối
protocolĐặc trưng là 0, mà có thể được sử dụng để nhận diện một biến thể của một giao thức bên trong một domain hoặc type
hostnameĐịnh danh của một network interface:
  • Một chuỗi, có thể là tên một host, địa chỉ IPV6, …
  • Một chuỗi "<broadcast>", xác định một địa chỉ INADDR_BROADCAST
  • Một chuỗi có độ dài là 0, xác định INADDR_ANY, hoặc
  • Một số nguyên, được thông dịch dưới dạng một địa chỉ nhị phân trong thứ tự host byte
portMỗi Server nghe các lời gọi từ Client trên một hoặc nhiều cổng (port). Một port có thể là một chuỗi chứa số hiệu của port, một tên của một dịch vụ, …
Loading...

socket Module trong Python

Để tạo một Socket, bạn phải sử dụng hàm socket.socket() có sẵn trong socket Module, có cú pháp chung như sau:

s = socket.socket (socket_family, socket_type, protocol=0)

Chi tiết về tham số:

  • socket_family: Đây hoặc là AF_UNIX hoặc AF_INET.

  • socket_type: Đây hoặc là SOCK_STREAM hoặc SOCK_DGRAM.

  • protocol: Thường được để trống, mặc định là 0.

Khi bạn đã có đối tượng socket, bạn có thể sử dụng các hàm để tạo chương trình cho Client hoặc Server. Dưới đây là danh sách các hàm:

Các phương thức sử dụng cho Server Socket

Phương thứcMiêu tả
s.bind()Phương thức này gắn kết địa chỉ (hostname, port number) tới Socket
s.listen()Phương thức này thiết lập và bắt đầu TCP Listener.
s.accept()Phương thức này chấp nhận một cách thụ động kết nối TCP Client, đợi cho tới khi kết nối tới.

Các phương thức sử dụng cho Client Socket

s.connect(): Phương thức này khởi tạo kết nối TCP Server.

Các phương thức chung cho Socket

Phương thứcMiêu tả
s.recv() Phương thức này nhận TCP message.
s.send() Phương thức này truyền TCP message.
s.recvfrom() Phương thức này nhận UDP message.
s.sendto() Phương thức này truyền UDP message.
s.close() Phương thức này đóng Socket.
socket.gethostname()Trả về hostname.

Ví dụ viết một chương Server đơn giản trong Python

Để viết một Server, bạn sử dụng hàm socket có trong socket Module để tạo một đối tượng socket. Sau đó, đối tượng socket được sử dụng để gọi các hàm khác để thiết lập một Socket Server.

Bây giờ gọi hàm bind(hostname, port) để xác định một port cho dịch vụ của bạn trên host đã cho.

Tiếp đó, gọi phương thức accept của đối tượng được trả về. Phương thức này đợi tới khi một Client kết nối tới port mà bạn đã xác định, và sau đó trả về một đối tượng connection mà biểu diễn kết nối tới Client đó.

            # Day la server.py file

import socket               # Import socket module

s = socket.socket()         # Tao mot doi tuong socket
host = socket.gethostname() # Lay ten thiet bi local
port = 12345                # Danh rieng mot port cho dich vu cua ban.
s.bind((host, port))        # Ket noi toi port

s.listen(5)                 # Doi 5 s de ket noi voi client.
while True:
   c, addr = s.accept()     # Thiet lap ket noi voi client.
   print 'Da ket noi voi', addr
   c.send('Cam on ban da ket noi')
   c.close()                # Ngat ket noi
Loading...

Ví dụ viết một chương trình Client đơn giản trong Python

Chúng ta viết một chương trình Client đơn giản để mở một kết nối tới một port có số hiệu đã cho là 12345 và với host đã xác định.

Hàm socket.connect(hosname, port ) mở một kết nối TCP tới hostname trên port đã cho. Khi bạn có một socket đã được mở, bạn có thể đọc từ nó giống như bất kỳ đối tượng IO nào.

Code sau là một Client rất đơn giản để kết nối tới host và port đã cho, đọc bất cứ dữ liệu nào có sẵn từ Socket đó và sau đó thoát.

            # This is client.py file

import socket               # Import socket module

s = socket.socket()         # Tao mot doi tuong socket
host = socket.gethostname() # Lay ten thiet bi local
port = 12345                # Danh rieng mot port cho dich vu cua ban.

s.connect((host, port))
print s.recv(1024)
s.close                     # Dong socket

Bây giờ chạy server.py trong background và sau đó chạy client.py trên để xem kết quả.

# Chay server trong background.
$ python server.py & 

# Mot khi server da bat dau, ban chay client nhu sau:

$ python client.py

Kết quả là:

Da ket noi voi ('127.0.0.1', 48437)
Cam on ban da ket noi

Các Module quan trọng trong lập trình mạng

ProtocolTính năng chungPort NoPython module
HTTPWeb page80httplib, urllib, xmlrpclib
NNTPUsenet new119nntplib
FTPTruyền tải file20ftplib, urllib
SMTPGửi email25smtplib
POP3Lấy email110poplib
IMAP4Lấy email143imaplib
TelnetCommand line23telnetlib
GopherTruyền tải Document70gopherlib, urllib