Python 3 - Programación de red

Python proporciona dos niveles de acceso a los servicios de red. En un nivel bajo, puede acceder al soporte básico de socket en el sistema operativo subyacente, lo que le permite implementar clientes y servidores para protocolos orientados a conexión y sin conexión.

Python también tiene bibliotecas que brindan acceso de nivel superior a protocolos de red de nivel de aplicación específicos, como FTP, HTTP, etc.

Este capítulo le brinda una comprensión del concepto más famoso en redes: la programación de sockets.

¿Qué son los enchufes?

Los sockets son los puntos finales de un canal de comunicaciones bidireccional. Los sockets pueden comunicarse dentro de un proceso, entre procesos en la misma máquina o entre procesos en diferentes continentes.

Los sockets se pueden implementar en varios tipos de canales diferentes: sockets de dominio Unix, TCP, UDP, etc. La biblioteca de sockets proporciona clases específicas para manejar los transportes comunes, así como una interfaz genérica para manejar el resto.

Los enchufes tienen su propio vocabulario:

No Señor.	Término y descripción
1	domain La familia de protocolos que se utiliza como mecanismo de transporte. Estos valores son constantes como AF_INET, PF_INET, PF_UNIX, PF_X25, etc.
2	type El tipo de comunicaciones entre los dos puntos finales, normalmente SOCK_STREAM para protocolos orientados a conexión y SOCK_DGRAM para protocolos sin conexión.
3	protocol Normalmente cero, esto puede usarse para identificar una variante de un protocolo dentro de un dominio y tipo.
4	hostname El identificador de una interfaz de red - Una cadena, que puede ser un nombre de host, una dirección de cuatro puntos o una dirección IPV6 en notación de dos puntos (y posiblemente un punto) Una cadena "<difusión>", que especifica una dirección INADDR_BROADCAST. Una cadena de longitud cero, que especifica INADDR_ANY, o Un entero, interpretado como una dirección binaria en el orden de bytes del host.
5	port Cada servidor escucha a los clientes que llaman a uno o más puertos. Un puerto puede ser un número de puerto de Fixnum, una cadena que contenga un número de puerto o el nombre de un servicio.

El módulo de enchufe

Para crear un socket, debe utilizar la función socket.socket () disponible en el módulo socket, que tiene la sintaxis general:

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

Aquí está la descripción de los parámetros:

socket_family - Esto es AF_UNIX o AF_INET, como se explicó anteriormente.
socket_type - Esto es SOCK_STREAM o SOCK_DGRAM.
protocol - Por lo general, se omite, y el valor predeterminado es 0.

Una vez que tenga el objeto socket , puede usar las funciones requeridas para crear su programa cliente o servidor. A continuación se muestra la lista de funciones necesarias:

Métodos de socket del servidor

No Señor.	Método y descripción
1	s.bind() Este método vincula la dirección (nombre de host, par de número de puerto) al socket.
2	s.listen() Este método configura e inicia el escucha de TCP.
3	s.accept() Esto acepta pasivamente la conexión del cliente TCP, esperando hasta que llegue la conexión (bloqueo).

Métodos de socket de cliente

No Señor.	Método y descripción
1	s.connect() Este método inicia activamente la conexión del servidor TCP.

Métodos generales de socket

No Señor.	Método y descripción
1	s.recv() Este método recibe un mensaje TCP
2	s.send() Este método transmite un mensaje TCP
3	s.recvfrom() Este método recibe un mensaje UDP
4	s.sendto() Este método transmite mensaje UDP
5	s.close() Este método cierra el socket
6	socket.gethostname() Devuelve el nombre de host.

Un servidor simple

Para escribir servidores de Internet, usamos el socketfunción disponible en el módulo socket para crear un objeto socket. A continuación, se utiliza un objeto de socket para llamar a otras funciones para configurar un servidor de socket.

Ahora llama al bind(hostname, port)función para especificar un puerto para su servicio en el host dado.

A continuación, llame al método accept del objeto devuelto. Este método espera hasta que un cliente se conecta al puerto que especificó y luego devuelve un objeto de conexión que representa la conexión a ese cliente.

#!/usr/bin/python3           # This is server.py file
import socket                                         

# create a socket object
serversocket = socket.socket(
	        socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 

# get local machine name
host = socket.gethostname()                           

port = 9999                                           

# bind to the port
serversocket.bind((host, port))                                  

# queue up to 5 requests
serversocket.listen(5)                                           

while True:
   # establish a connection
   clientsocket,addr = serversocket.accept()      

   print("Got a connection from %s" % str(addr))
    
   msg = 'Thank you for connecting'+ "\r\n"
   clientsocket.send(msg.encode('ascii'))
   clientsocket.close()

Un cliente simple

Escribamos un programa cliente muy simple que abre una conexión a un puerto dado 12345 y un host dado. Es muy simple crear un cliente de socket usando la función del módulo de socket de Python .

los socket.connect(hosname, port )abre una conexión TCP al nombre de host en el puerto . Una vez que tenga un socket abierto, puede leerlo como cualquier objeto IO. Cuando termine, recuerde cerrarlo, como cerraría un archivo.

Ejemplo

El siguiente código es un cliente muy simple que se conecta a un host y puerto determinados, lee cualquier dato disponible del socket y luego sale:

#!/usr/bin/python3           # This is client.py file

import socket

# create a socket object
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 

# get local machine name
host = socket.gethostname()                           

port = 9999

# connection to hostname on the port.
s.connect((host, port))                               

# Receive no more than 1024 bytes
msg = s.recv(1024)                                     

s.close()
print (msg.decode('ascii'))

Ahora ejecute este server.py en segundo plano y luego ejecute el client.py anterior para ver el resultado.

# Following would start a server in background.
$ python server.py & 

# Once server is started run client as follows:
$ python client.py

Salida

Esto produciría el siguiente resultado:

on server terminal
Got a connection from ('192.168.1.10', 3747)
On client terminal
Thank you for connecting

Módulos de Internet de Python

A continuación se proporciona una lista de algunos módulos importantes en la programación de Python Network / Internet:

Protocolo	Función común	Puerto No	Módulo de Python
HTTP	páginas web	80	httplib, urllib, xmlrpclib
NNTP	Noticias de Usenet	119	nntplib
FTP	Transferencias de archivos	20	ftplib, urllib
SMTP	Envío de correo electrónico	25	smtplib
POP3	Obteniendo correo electrónico	110	poplib
IMAP4	Obteniendo correo electrónico	143	imaplib
Telnet	Líneas de comando	23	telnetlib
Ardilla de tierra	Transferencias de documentos	70	gopherlib, urllib

Verifique todas las bibliotecas mencionadas anteriormente para trabajar con los protocolos FTP, SMTP, POP e IMAP.

Lecturas adicionales

Este fue un comienzo rápido con la programación de sockets. Es un tema vasto. Se recomienda pasar por el siguiente enlace para encontrar más detalles:

Programación de Socket Unix .
Módulos y biblioteca de sockets de Python .