Python網絡編程：十個網絡通信的實用腳本
在網絡縱橫的時代，Python以其簡潔的語法成為編寫網絡程序的優選工具。本文將帶你探索Python網絡編程的奧秘，通過10個實用腳本，從基礎的HTTP請求到復雜的網絡套接字編程，逐步深入，讓你從Python網絡編程的初學者進階為能夠解決實際問題的高手。
1. 簡單的HTTP GET請求
目標：獲取網頁內容。
import requests
url = 'https://www.example.com'
response = requests.get(url)
# 輸出網頁內容
print(response.text)解析：requests.get()發送HTTP GET請求，返回的對象包含響應數據。這里我們打印了網頁的HTML源碼。
2. POST數據到服務器
實踐：
data = {'key': 'value'}
response = requests.post('https://httpbin.org/post', data=data)
print(response.json())注意：使用POST方法時，數據通過data參數傳遞，服務器響應通常以JSON格式返回，使用json()方法解析。
3. 網絡套接字基礎
原理：套接字是網絡通信的基礎，Python的socket模塊提供了套接字編程接口。
import socket
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client.connect(('www.google.com', 80))
client.sendall(b'GET / HTTP/1.1\r\nHost: google.com\r\n\r\n')
response = client.recv(4096)
print(response.decode('utf-8'))關鍵點：創建套接字（socket.AF_INET用于IPv4，SOCK_STREAM用于TCP），連接服務器，發送請求，接收響應。
4. 端口掃描小工具
實踐：
import socket
def port_scanner(host, port):
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.settimeout(5) # 設置超時時間
try:
sock.connect((host, port))
print(f'Port {port} is open.')
except (socket.timeout, ConnectionRefusedError):
pass
finally:
sock.close()
port_scanner('localhost', 80)提示：通過設置超時和異常處理，實現簡單的端口掃描，注意禮貌掃描，避免對目標服務器造成不必要的負擔。
5. UDP廣播消息
應用場景：局域網內設備發現。
import socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM, socket.IPPROTO_UDP)
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_BROADCAST, 1)
sock.sendto(b'Hello, network!', ('<broadcast>', 5005))解讀：使用UDP發送廣播消息，適用于不需要確認的廣泛信息傳播。
6. 文件傳輸（FTP客戶端）
實踐：使用Python的ftplib實現簡單的FTP下載。
from ftplib import FTP
def download_file(ftp, remote_path, local_path):
with open(local_path, 'wb') as f:
ftp.retrbinary('RETR ' + remote_path, f.write)
ftp = FTP('ftp.example.com')
ftp.login(user='username', passwd='password')
download_file(ftp, '/path/to/file.txt', 'local_file.txt')
ftp.quit()關鍵點：登錄FTP服務器，使用retrbinary方法下載文件。
7. 簡易Web服務器
實踐：基于http.server模塊創建。
from http.server import HTTPServer, BaseHTTPRequestHandler
class SimpleHTTPRequestHandler(BaseHTTPRequestHandler):
def do_GET(self):
self.send_response(200)
self.end_headers()
self.wfile.write(b'Hello, Web!')
server_address = ('', 8000)
httpd = HTTPServer(server_address, SimpleHTTPRequestHandler)
print("Server running on http://localhost:8000")
httpd.serve_forever()說明：監聽本地8000端口，任何GET請求都會收到“Hello, Web!”的響應。
8. 多線程處理HTTP請求
提升效率：
import requests
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
urls = ['http://example.com'] * 10 # 示例URL列表
with ThreadPoolExecutor(max_workers=5) as executor:
responses = list(executor.map(requests.get, urls))
for response in responses:
print(response.status_code)技巧：利用并發處理多個HTTP請求，提高效率。
9. 基于Socket的簡單聊天室
實踐（服務器端）：
import socket
import threading
def handle_client(client_socket):
while True:
message = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')
if not message:
break
print(f"Received: {message}")
client_socket.sendall(message.encode('utf-8'))
client_socket.close()
server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server.bind(('localhost', 12345))
server.listen()
print("Server listening...")
while True:
client, addr = server.accept()
print(f"Accepted connection from {addr}")
client_handler = threading.Thread(target=handle_client, args=(client,))
client_handler.start()客戶端類似，簡化處理收發邏輯。
10. 實戰案例：簡易網絡爬蟲
目標：抓取網頁上的鏈接。
import requests
from bs4 import BeautifulSoup
url = 'https://www.example.com'
response = requests.get(url)
soup = BeautifulSoup(response.text, 'html.parser')
links = [a['href'] for a in soup.find_all('a', href=True)]
print(links)分析：結合requests和BeautifulSoup進行網頁內容解析，提取所有鏈接。注意遵守robots.txt規則，尊重網站政策。
結語
通過這10個實用腳本，你已經掌握了Python網絡編程的基本技能，從簡單的請求發送到復雜的網絡服務搭建，每一步都是通往更廣闊編程世界的關鍵步伐。
