Python 的网络与互联网访问模块及应用实例(一)

Python 提供了丰富的内置模块和第三方库来处理网络与互联网访问，使得从简单的 HTTP 请求到复杂的网络通信都变得相对简单。以下是常用的网络模块及其应用实例。

一、常用网络访问模块

socket - 底层网络接口，TCP/UDP 编程

http.client - 提供 HTTP 和 HTTPS 客户端功能

urllib - 处理 URL 和 HTTP 请求

ftplib - FTP 客户端操作

smtplib - 发送电子邮件

poplib - 接收电子邮件（从 POP3 服务器）

imaplib - 接收电子邮件（从 IMAP 服务器）

email - 解析和生成电子邮件

requests - 更简洁、易用的 HTTP 客户端库（第三方）

aiohttp - 异步 HTTP 客户端/服务器框架（第三方）

websockets - WebSocket 客户端/服务器实现（第三方）

paramiko - SSHv2 协议实现（第三方）

twisted - 事件驱动的网络编程框架（第三方）

二、核心模块应用实例

socket 模块：底层网络通信

TCP 服务器示例：

import socket

server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

server_address = ('localhost', 12345)

server_socket.bind(server_address)

server_socket.listen(5)

print("服务器启动，等待连接...")

while True:

client_socket, client_address = server_socket.accept()

print(f"接收到来自 {client_address} 的连接")

try:

data = client_socket.recv(1024)

print(f"收到数据: {data.decode('utf-8')}")

message = "你好！消息已收到。"

client_socket.sendall(message.encode('utf-8'))

finally:

client_socket.close()

TCP 客户端示例：

import socket

client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

server_address = ('localhost', 12345)

try:

client_socket.connect(server_address)

message = "Hello, Server!"

client_socket.sendall(message.encode('utf-8'))

data = client_socket.recv(1024)

print(f"服务器响应: {data.decode('utf-8')}")

finally:

client_socket.close()

requests 库：HTTP 客户端

GET 请求示例：

import requests

url = 'https://www.example.com '

response = requests.get(url)

if response.status_code == 200:

print(response.text)

else:

print(f"请求失败，状态码: {response.status_code}")

带参数的 GET 请求：

import requests

url = 'https://api.github.com/search/repositories '

params = {'q': 'python', 'sort': 'stars'}

headers = {'User-Agent': 'Mozilla/5.0'}

try:

response = requests.get(url, params=params, headers=headers, timeout=5)

response.raise_for_status()

data = response.json()

for repo in data['items'][:5]:

print(f"仓库名: {repo['name']}, 星数: {repo['stargazers_count']}")

except requests.exceptions.RequestException as e:

print(f"请求出错: {e}")

smtplib 和 email 模块：发送邮件

发送纯文本邮件：

import smtplib

from email.mime.text import MIMEText

from email.utils import formataddr

sender = 'your_email@example.com '

receiver = 'recipient@example.com '

smtp_pass = 'your_authorization_code'

msg = MIMEText('这是一封用 Python 发送的测试邮件。', 'plain', 'utf-8')

msg['Subject'] = 'Python SMTP 测试邮件'

msg['From'] = formataddr(('发送者名称', sender))

msg['To'] = formataddr(('接收者名称', receiver))

try:

server = smtplib.SMTP_SSL('smtp.qq.com', 465)

server.login(sender, smtp_pass)

server.sendmail(sender, [receiver], msg.as_string())

print("邮件发送成功")

except Exception as e:

print(f"邮件发送失败: {e}")

finally:

server.quit()

ftplib 模块：FTP 操作

from ftplib import FTP

ftp = FTP('ftp.example.com')

ftp.login('username', 'password')

ftp.cwd('/pub/python')

ftp.retrlines('LIST')

with open('local_file.txt', 'wb') as f:

ftp.retrbinary('RETR remote_file.txt', f.write)

with open('file_to_upload.txt', 'rb') as f:

ftp.storbinary('STOR uploaded_file.txt', f)

ftp.quit()

三、错误处理与重试机制

使用 requests 时的错误处理：

import requests

from requests.exceptions import RequestException, Timeout, HTTPError, ConnectionError

url = 'https://www.example.com '

try:

response = requests.get(url, timeout=5)

response.raise_for_status()

print(response.text)

except Timeout:

print("请求超时，请检查网络或稍后重试")

except ConnectionError:

print("网络连接错误，请检查网络设置")

except HTTPError as err:

print(f"HTTP 错误: {err}")

except RequestException as err:

print(f"请求异常: {err}")

简单的重试机制：

import requests

import time

def make_request_with_retry(url, retries=3, delay=1):

for attempt in range(1, retries + 1):

try:

response = requests.get(url, timeout=5)

response.raise_for_status()

return response

except RequestException as e:

print(f"请求失败，第 {attempt} 次尝试: {e}")

if attempt == retries:

print("已达到最大重试次数，放弃请求")

raise

time.sleep(delay)

return None

response = make_request_with_retry('https://www.example.com ')

if response is not None:

print(response.text)

四、简单应用实例：获取本机网络信息

import socket

import tkinter as tk

import tkinter.messagebox

def get_network_info():

try:

hostname = socket.gethostname()

ip_list = socket.gethostbyname_ex(hostname)[2]

return hostname, ip_list

except Exception as e:

print(f"获取网络信息失败: {e}")

return None, []

hostname, ip_list = get_network_info()

print(f"主机名: {hostname}")

print("IP 地址列表:")

for ip in ip_list:

print(f" {ip}")

五、最佳实践与注意事项

异常处理：网络操作极易因各种原因失败，务必使用 try-except 块进行妥善处理

超时设置：几乎所有网络请求都应设置合理的超时时间

资源清理：确保网络连接被正确关闭，防止资源泄漏

安全性：

处理用户输入或从网络接收的数据时需谨慎

使用 HTTPS 等加密协议传输敏感信息

妥善保管 API 密钥、密码等敏感信息

遵守规则：在进行网络爬虫或大量请求时，务必遵守网站的 robots.txt 协议

第三方库：对于常见的 HTTP 请求，优先考虑使用 requests 库而非 urllib