探究Python中的import socket模塊

一、socket概念簡介

Socket 是一個通信模塊，用於在客戶端和伺服器之間傳輸數據。它允許應用程序通過網路相互通信。

如何理解socket，我們可以將它看做是兩個通道之間的威力，這兩個通道可以在同一台計算機或兩個完全不同的計算機之間傳輸數據。因此，我們將數據傳輸細分為兩個類別：流和數據報。

在Socket中，流代表通過一個連續的管道傳輸數據。另一方面，數據報代表將數據切成最小的塊進行傳輸，並且每個塊都擁有足夠的信息來使接收方能夠重新組裝它們。

二、import socket模塊簡介

在Python中，要使用Socket 模塊，我們需要先導入它。通常，我們使用以下方式來導入Socket模塊：

import socket

當我們導入socket模塊時，我們可以使用其提供的一些功能，例如創建一個socket對象、指定Socket的地址族、類型和協議。它還給了我們一些方法來完成常見的任務，如發送和接收數據。

三、使用import socket模塊進行IP地址和埠掃描

1、IP地址掃描

下面是一個示例代碼，該代碼可用於測試可在本地計算機上訪問的網路的所有 IP地址。

import socket
for i in range(0, 255):
    ip = '192.168.43.' + str(i)
    try:
        socket.inet_aton(ip)
        print(ip, "可用")
    except:
        pass

解釋：

inet_aton()函數將一個字元串IP地址轉換為32位的網路位元組序整數。因此，當我們調用它並且它在嘗試轉換時未引發異常，則可以確定IP地址可用。通過使用for循環，我們可以測試每個IP地址。

2、埠掃描

下面是一個示例代碼，該代碼使用Socket 模塊的方法來掃描特定計算機開放的埠。

import socket
target = input('請輸入要掃描的地址：')
targetIP = socket.gethostbyname(target)
print('開始掃描：', targetIP)
for i in range(1, 1025):
    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    result = s.connect_ex((targetIP, i))
    if result == 0:
        print('埠{}：已打開'.format(i))
    s.close()

解釋：

首先，我們要求用戶輸入要掃描的系統，此處使用了gethostbyname()函數將主機名解析為有效的IP地址。然後，我們使用for循環掃描通常保留埠1到1024。每個埠都由獨立的線程掃描，並且結果存儲在result變數中。我們關閉埠的Socket連接，以便我們可以掃描下一個埠。

四、使用import socket模塊進行服務端和客戶端通訊

1、服務端

服務端代碼內容如下：

import socket

# 獲取本地主機名
host = socket.gethostname()
port = 5000  # 設置埠號

# 創建socket對象
server_socket = socket.socket()

# 綁定埠號
server_socket.bind((host, port))

# 設置最大連接數，超過後排隊
server_socket.listen(5)

# 進入循環接受客戶端請求
while True:
    client_socket, addr = server_socket.accept()
    print('連接地址:', addr)
    
    # 向客戶端發送消息
    client_socket.send('歡迎訪問菜鳥教程！'.encode('utf-8'))
    
    client_socket.close()

解釋：

這裡，我們使用了Socket Server概念中的 bind()和 listen()方法，其中bind()方法綁定主機和埠號，而listen()方法則是設置了最大連接數，超過後排隊。

在一個無限循環中，我們通過循環接受客戶端請求。這部分代碼可以持續運行，直到客戶端發出退出請求。

2、客戶端

在另一台計算機上，可以使用Python Socket Client的客戶端程序進行連接。下面是一個Socket Client的示例代碼：

import socket

# 獲取本地主機名
host = socket.gethostname()
port = 5000  # 設置埠號

# 創建socket對象
client_socket = socket.socket()

# 連接服務，指定主機和埠號
client_socket.connect((host, port))

# 接收小於 1024 位元組的數據
msg = client_socket.recv(1024)

client_socket.close()

print(msg.decode('utf-8'))

解釋：

客戶端代碼中使用connect()方法連接服務。在這裡，我們指定本地主機和埠號。客戶端程序發送一個連接請求給伺服器，並將其目標地址和埠號包含在內。

客戶端程序通過socket()創建套接字對象，以便與服務端進行通訊。在這個示例中，客戶端程序通過調用recv()方法接收來自服務端的響應消息。最後，客戶端程序關閉Socket對象。

五、小結

本文介紹了Socket模塊的概念和工作方式。我們看到了如何使用import socket模塊來執行以下操作：

• 進行IP地址掃描
• 進行埠掃描
• 使用Socket模塊進行服務端和客戶端通訊

Socket模塊有許多應用場景，其中包括：實時流媒體、視頻聊天、在線遊戲等。