Programação de Rede em Python: Sockets e Protocolos Avançados

Python oferece dois níveis de acesso a serviços de rede: baixo nível (sockets do SO) para protocolos orientados a conexão (TCP) e sem conexão (UDP), e alto nível (bibliotecas como ftplib, urllib) para protocolos de aplicação (FTP, HTTP, etc.).

O que são Sockets?

Sockets são pontos finais de um canal de comunicação bidirecional. Podem comunicar entre processos na mesma máquina ou em continentes diferentes. Implementados sobre diversos tipos de canal: Unix domain, TCP, UDP, etc.

Vocabulário de Sockets

Termo	Descrição
Domínio	Família de protocolos (ex.: `AF_INET`, `AF_UNIX`).
Tipo	`SOCK_STREAM` (TCP) ou `SOCK_DGRAM` (UDP).
Protocolo	Geralmente 0; variante dentro do domínio/tipo.
Hostname	Identificador da interface: nome, IP, `<broadcast>`, string vazia (`INADDR_ANY`) ou inteiro.
Porta	Número da porta, string com número ou nome do serviço.

Módulo `socket`

Criação de socket:

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

socket_family: AF_UNIX ou AF_INET.
socket_type: SOCK_STREAM ou SOCK_DGRAM.
protocol: geralmente omitido (default 0).

Métodos do Socket Servidor

Método	Descrição
`s.bind((host, porta))`	Associa endereço (host, porta) ao socket.
`s.listen(fila)`	Inicia listener TCP com tamanho de fila.
`s.accept()`	Aceita conexão TCP cliente (bloqueante).

Métodos do Socket Cliente

Método	Descrição
`s.connect((host, porta))`	Inicia conexão TCP ativa.

Métodos Gerais

Método	Descrição
`s.recv(bufsize)`	Recebe mensagem TCP.
`s.send(bytes)`	Transmite mensagem TCP.
`s.recvfrom(bufsize)`	Recebe mensagem UDP.
`s.sendto(bytes, endereco)`	Transmite mensagem UDP.
`s.close()`	Fecha o socket.
`socket.gethostname()`	Retorna nome do host local.

Servidor Simples

#!/usr/bin/python
import socket

s = socket.socket()
host = socket.gethostname()
porta = 12345
s.bind((host, porta))
s.listen(5)

while True:
    conn, addr = s.accept()
    print('Conexão de', addr)
    conn.send(b'Obrigado por conectar')
    conn.close()

Cliente Simples

#!/usr/bin/python
import socket

s = socket.socket()
host = socket.gethostname()
porta = 12345
s.connect((host, porta))
print(s.recv(1024).decode())
s.close()

Execute o servidor em background (python servidor.py &) e depois o cliente.

Módulos de Internet de Alto Nível

Protocolo	Função Comum	Porta	Módulo Python
HTTP	Páginas web	80	http.client, urllib, xmlrpc.client
NNTP	Notícias Usenet	119	nntplib
FTP	Transferência de arquivos	20/21	ftplib, urllib
SMTP	Envio de e-mail	25	smtplib
POP3	Recebimento de e-mail	110	poplib
IMAP4	Recebimento de e-mail	143	imaplib
Telnet	Linhas de comando	23	telnetlib
Gopher	Transferência de documentos	70	gopherlib, urllib