Networking con sockets (TCP)
Comunicación de bajo nivel con sockets TCP en Python: crear sockets, cliente (connect/send/recv), servidor (bind/listen/accept) y manejo de ConnectionError.
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¿Qué es un socket?
La semana pasada vimos web services (HTTP) como una capa alta. Ahora bajamos un nivel: los sockets son el punto de entrada y salida de datos a la red, provistos por el sistema operativo.
Un socket permite que un programa transmita y reciba datos hacia/desde otro programa, ya sea en otra máquina o en la misma en otro puerto.
Crear un socket
En Python se usa el módulo socket. Al crear un socket especificamos dos cosas: la familia (tipo de dirección IP) y el tipo (protocolo de transporte).
family:AF_INET(IPv4) oAF_INET6(IPv6).type:SOCK_STREAM(TCP) oSOCK_DGRAM(UDP).
python
import socket # Socket TCP sobre IPv4sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)En este módulo trabajamos con TCP (SOCK_STREAM), un protocolo orientado a conexión y confiable. UDP (SOCK_DGRAM) es material bonus.
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Cliente TCP
Un cliente inicia la conexión. Necesita la dirección IP (o hostname) y el puerto del servidor.
Conectarse y enviar
connect((host, port)) establece la conexión. El host puede ser una IP o un nombre como 'github.com' (se resuelve por DNS). Para enviar bytes hay dos métodos:send(bytes): intenta enviar y retorna cuántos bytes logró enviar; puede enviar solo una parte, así que debes reintentar el resto.sendall(bytes): se asegura de enviar todo, llamando asendpor debajo hasta terminar (pero ante un error no sabes cuánto alcanzó a enviar).
Los sockets solo transmiten bytes, así que todo mensaje debe codificarse con encode.
python
import socket sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)sock.connect(('stackoverflow.com', 80)) solicitud = 'GET / HTTP/1.1\nHost: stackoverflow.com\n\n'sock.sendall(solicitud.encode('utf-8'))Recibir y cerrar
schema
Servidor TCP
Un servidor espera conexiones entrantes en un puerto. El flujo es: enlazar, escuchar y aceptar.
bind((host, port)): enlaza el socket a un host y puerto propios (p. ej.'localhost', 8998).listen(n): empieza a escuchar;nes el máximo de conexiones pendientes (sin aceptar) en cola.accept(): bloquea hasta que llega una conexión y retorna un socket nuevo para hablar con ese cliente, más su dirección.
python
import socket sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)host, port = 'localhost', 8998 sock.bind((host, port))sock.listen()print('Aceptando conexiones en el puerto', port) counter = 0while counter < 5: socket_cliente, address = sock.accept() # bloquea hasta que alguien se conectawarning
Manejo de errores de conexión
En networking los errores son frecuentes (la otra parte se cae, rechaza la conexión, se corta la red...). Python agrupa estos casos bajo ConnectionError, la clase base de ConnectionRefusedError, ConnectionResetError, BrokenPipeError, etc.
Capturando ConnectionError respondemos a cualquiera de ellos, y con finally garantizamos cerrar el socket pase lo que pase.
python
import socket sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)try: sock.connect(('stackoverflow.com', 80)) sock.sendall('GET / HTTP/1.1\nHost: stackoverflow.com\n\n'.encode('utf-8')) data = sock.recv(4096) print(data.decode('utf-8'))except ConnectionError: print('Ocurrio un error de conexion.')