python网络编程基础,互连网编程

by admin on 2019年2月16日

Socket套接字方法

 

互联网编程——socket开发,网络编程socket

翻阅目录

1、客户端/服务器架设

  互联网中处处都应该了C/S架构,大家上学socket就是为了成功C/S架构的付出。

socket 实例类(8-10分钟)

socket.socket(family=AF_INET, type=SOCK_STREAM, proto=0, fileno=None)

 family***(*socke*t家族)***

  • socket.AF_UNIX:用于本机进程间通信,为了保证程序安全,五个单身的程序(进程)间是无法相互走访相互的内存的,但为了贯彻进度间的简报,可以透过成立一个地点的socket来形成
  • socket.AF_INET:(还有AF_INET6被用于ipv6,还有一对其余的地方家族,可是,他们大概是只用于有个别平台,要么就是曾经被废弃,恐怕是很少被利用,恐怕是一直未曾完成,全数地点家族中,AF_INET是应用最常见的二个,python辅助很各种地址家族,不过由于大家只关心网络编程,所以大多数时候作者么只使用AF_INET)

 socket type***类型***

  • socket.SOCK_STREAM #for tcp
  • socket.SOCK_python网络编程基础,互连网编程。DGRAM #for udp
  • socket.SOCK_RAW
    #原始套接字,普通的套接字不可能处理ICMP、IGMP等互联网报文,而SOCK_RAW可以;其次,SOCK_RAW也可以拍卖十分的IPv4报文;其余,利用原始套接字,可以透过IP_HD奥德赛INCL套接字选项由用户构造IP头。
  • socket.SOCK_RDM
    #是一种有限协助的UDP形式,即确保交到数据报但不保障顺序。SOCK_RAM用来提供对本来协议的低档访问,在急需履行有个别特殊操作时选择,如发送ICMP报文。SOCK_RAM平时仅限于高级用户或管理人运维的次序行使。
  • socket.SOCK_SEQPACKET #废弃了

(Only SOCK_STREAM and SOCK_DGRAM appear to be generally useful.)

 proto=0 请忽略,特殊用途

 fileno=None 请忽略,特殊用途

Socket套接字方法

 

  • 一 客户端/服务器架设
  • 二 osi七层
  • 三 socket层
  • 四 socket是什么
  • 五 套接字发展史及分类
  • 六 套接字工作流程
  • 七 基于TCP的套接字
  • 八 基于UDP的套接字
  • 九 recv与recvfrom的区别
  • 十 粘包现象
  • python网络编程基础,互连网编程。十一 什么是粘包
  • 十二 低级的化解粘包处理办法
  • 十三 高级的消除粘包处理方法
  • 十四 认证客户端的链接合法性
  • 十五 socketserver完成产出

二 、scoket与网络协议

  若是想要完结互联网通讯大家必要对tcpip,http等居多网络知识有比较深切的读书未来才有这么的力量,可是对于我们先后支付程序员来说是一件漫长的时刻,所以就有了包装相比好的socket来帮大家缓解那一个题材,使得我们的关切点不再是乱套的互连网协议等题材。socket已经为大家封装好了,大家只须要依据socket的规定去编程,写出的次第自然就是比照tcp/udp标准的。

  socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中级软件抽象层,它是一组接口。在设计情势中,Socket其实就是贰个伪装格局,它把纷纭的TCP/IP协议族隐藏在socket接口前面,对用户来说,一组不难的接口就是整套,让Socket去社团数量,以契合指定的协议。

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  简单的话大家可以把socket说成ip+端口,所以标识了网络中惟一的1个应用程序。

劳动端套接字函数(2分钟)

  • s.bind()
    绑定(主机,端口号)到套接字
  • s.listen()
    TCP开头监听传入连接。backlog指定在不肯连接此前,可以挂起的最特古西加尔巴接数量。 backlog等于5,表示内核已经收到了连年请求,但服务器还并未调用accept进行处理的总是个数最大为5, 那么些值不可能无限大,因为要在基础中维护连接队列
  • s.accept()
    被动接受TCP客户的连年,(阻塞式)等待连接的到来 

  服务程序调用accept函数从处于监听状态的流套接字s的客户连接请求队列中取出排在最前的一个客户请求,并且创建一个新的套接字来与客户套接字创建连接通道,如果连接成功,就返回新创建的套接字的描述符,以后与客户套接字交换数据的是新创建的套接字;如果失败就返回 INVALID_SOCKET。该函数的第一个参数指定处于监听状态的流套接字;操作系统利用第二个参数来返回新创建的套接字的地址结构;操作系统利用第三个参数来返回新创建的套接字的地址结构的长度。

 

socket 实例类(8-10分钟)

socket.socket(family=AF_INET, type=SOCK_STREAM, proto=0, fileno=None)

 

 

三、套接字

  套接字起点于 20 世纪 70 时代密歇根高校Berkeley分校版本的
Unix,即人们所说的 BSD Unix。一初步,套接字被规划用在同
一台主机上多个应用程序之间的报导。套接字有二种(大概叫做有三个种族),分别是依据文件型的和基于互联网型的。

  基于文件类型的套接字家族:AF_UNIX

  unix一切皆文件,基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据,三个套接字进度运转在同一机器,可以由此走访同多个文件系统直接达成通讯

  基于互连网项目标套接字家族:AF_INET

  还有AF_INET6被用来ipv6,还有一对此外的地方家族,AF_INET是使用最普遍的多个,python协助很种种地点家族,不过出于咱们只关注互连网编程,所以一大半时候笔者么只利用AF_INET

  套接字函数:

  1)socket()模块

import socket
获取tcp/ip套接字
tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

获取udp/ip套接字
udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

  使用 ‘from socket import *’,大家就把 socket
模块里的具备属性都带到我们的命名空间里了,那样能
大幅减短大家的代码。例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

2)服务端套接字函数

bind()    绑定(主机,端口号)到套接字
listen()  开始TCP监听
accept()  被动接受TCP客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来

3)客户端套接字函数

connect()     主动初始化TCP服务器连接
connect_ex()  connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常

4)公共用途的套接字函数

recv()            接收TCP数据
send()            发送TCP数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)
sendall()         发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用send直到发完)
recvfrom()        接收UDP数据
sendto()          发送UDP数据
getpeername()     连接到当前套接字的远端的地址
getsockname()     当前套接字的地址
getsockopt()      返回指定套接字的参数
setsockopt()      设置指定套接字的参数
close()           关闭套接字

5)面向锁的套接字函数

setblocking()     设置套接字的阻塞与非阻塞模式
settimeout()      设置阻塞套接字操作的超时时间
gettimeout()      得到阻塞套接字操作的超时时间

6)面向文件的套接字函数

fileno()          套接字的文件描述符
makefile()        创建一个与该套接字相关的文件

客户端套接字函数(2分钟)

  • s.connect()
    主动起头化TCP服务器连接
  • s.connect_ex()
    connect()函数的壮大版本,出错时重返出错码,而不是抛出拾叁分

family(socket家族)

一. 客户端/服务器架设

  1. 两种情况
  • C/S架构
     客户端/服务器端(打印机)
  • B/S架构
     浏览器/服务器端(web服务)

C/S架构与socket的涉嫌:我们上学socket就是为了完结C/S架构的开销

 

④ 、基于tcp的套接字代码达成

  tcp是依据链接的,必须先运维服务端,然后再开行客户端去链接服务端。

  server:

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ss = socket() #创建服务器套接字
ss.bind()      #把地址绑定到套接字
ss.listen()      #监听链接
inf_loop:      #服务器无限循环
    cs = ss.accept() #接受客户端链接
    comm_loop:         #通讯循环
        cs.recv()/cs.send() #对话(接收与发送)
    cs.close()    #关闭客户端套接字
ss.close()        #关闭服务器套接字

View Code

  client:

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 cs = socket()    # 创建客户套接字
 cs.connect()    # 尝试连接服务器
 comm_loop:        # 通讯循环
     cs.send()/cs.recv()    # 对话(发送/接收)
 cs.close()            # 关闭客户套接字

View Code

  socket通讯与打电话的章程很相像:

  server:

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#_*_coding:utf-8_*_
import socket
ip_port=('127.0.0.1',8080)#电话卡
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机
s.bind(ip_port) #手机插卡
s.listen(5)     #手机待机,监听最多五个

while True:                         #新增接收链接循环,可以不停的接电话
    conn,addr=s.accept()            #手机接电话
    print('接到来自%s的电话' %addr[0])
    while True:                         #新增通信循环,可以不断的通信,收发消息
        msg=conn.recv(BUFSIZE)             #听消息,听话

        # if len(msg) == 0:break        #如果不加,那么正在链接的客户端突然断开,recv便不再阻塞,死循环发生

        print(msg,type(msg))

        conn.send(msg.upper())          #发消息,说话

    conn.close()                    #挂电话

s.close()                       #手机关机

server

  client:

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#_*_coding:utf-8_*_
import socket
ip_port=('127.0.0.1',8081)
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

s.connect_ex(ip_port)           #拨电话

while True:                             #新增通信循环,客户端可以不断发收消息
    msg=input('>>: ').strip()
    if len(msg) == 0:continue
    s.send(msg.encode('utf-8'))         #发消息,说话(只能发送字节类型)

    feedback=s.recv(BUFSIZE)                           #收消息,听话
    print(feedback.decode('utf-8'))

s.close()                                       #挂电话

client

  在操作的历程中重启服务端只怕会出现OSError,地址已经在利用了,出现那种难点的缘故是因为根据tcp两回挥手并从未终止,所以端口仍被并吞,所以要求参预一条socket配置重新采纳ip和端口。

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phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它,在bind前加
phone.bind(('127.0.0.1',8080))

View Code

  大家还足以效仿ssh完结远程模拟命令:

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import socket
import subprocess
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.bind(('127.0.0.1',8080))
phone.listen(5)

print('starting...')
while True:
    conn,client_addr=phone.accept()

    while True:
        try:
            cmd=conn.recv(1024)
            #if not cmd:break #针对linux
            #执行cmd命令,拿到cmd的结果,结果应该是bytes类型
            res = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True,
                                   stdout=subprocess.PIPE,
                                   stderr=subprocess.PIPE)
            stdout=res.stdout.read()
            stderr=res.stderr.read()

            #发送命令的结果
            conn.send(stdout+stderr)
        except Exception:
            break
    conn.close() #挂电话
phone.close() #关机

server

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import socket
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 
phone.connect(('127.0.0.1',8080))

while True:
    cmd=input('>>: ').strip()
    if not cmd:continue
    phone.send(cmd.encode('utf-8'))
    cmd_res=phone.recv(1024)
    print(cmd_res.decode('gbk'))
phone.close()

client

  那里大家用到了subprocess模块,允许你去创立3个新的经过让其推行其它的程序,并与它进行通讯,获取标准的输入、标准输出、标准错误以及再次来到码等。

  subprocess模块中定义了三个Popen类,通过它可以来创立进度,并与其进展复杂的相互。subprocess模块的结果的编码是以近期所在的序列为准的,假诺是windows,那么res.stdout.read()读出的就是GBK编码的,在接收端必要用GBK解码。

  他的init函数是那样的:

__init__(self, args, bufsize=0, executable=None, 
stdin=None, stdout=None, stderr=None, preexec_fn=None, 
close_fds=False, shell=False, cwd=None, env=None, 
universal_newlines=False, startupinfo=None, 
creationflags=0)

  args:必须是3个字符串或然连串类型,用于指定进程的可执行文件及其参数。即使是贰个系列类型参数,则系列的首先个因素日常都不只怕不是一个可执行文件的不二法门。当然也足以使用executeable参数来指定可执行文件的路径。

  stdin,stdout,stderr:分别代表程序的正式输入、标准输出、标准错误。有效的值可以是PIPE,存在的文书描述符,存在的文本对象或None,假若为None需从父进度继续过来,stdout可以是PIPE,表示对子进度创建1个管道,stderr可以是STDOUT,表示业内错误数据应该从应用程序中捕获并作为专业输出流stdout的公文句柄。

  shell:如果这么些参数被安装为True,程序将通过shell来执行。 
  env:它描述的是子进度的环境变量。即使为None,子进度的环境变量将从父进度继续而来。

res = subprocess.Popen(r'dir', shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)

国有用途的套接字函数(3-4分钟)

  • s.recv()
    接收数据
  • s.send()
    发送数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完,可后边通过实例解释)
  • s.sendall()
    发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢掉,循环调用send直到发完)
  • s.recvfrom()
    Receive data from the socket. The return value is a pair (bytes,
    address)
  • s.getpeername()
    连接到当前套接字的远端的地址
  • s.close()
    关闭套接字
  • socket.setblocking(flag)
    #True or False,设置socket为非阻塞方式,今后讲io异步时会用
  • socket.getaddrinfo(host,
    port, family=0, type=0, proto=0, flags=0)
    重临远程主机的地点消息,例子
    socket.getaddrinfo(‘luffycity.com’,80)
  • socket.getfqdn()
    拿到本机的主机名
  • socket.gethostbyname()
    通过域名解析ip地址

 

  • socket.AF_UNIX:用于本机进程间通信,为了保险程序安全,七个单身的主次(进度)间是不可以相互访问相互的内存的,但为了贯彻进度间的通信,可以透过创立2个地点的socket来完毕
  • socket.AF_INET:(还有AF_INET6被用来ipv6,还有一些其余的地点家族,可是,他们依然是只用于某些平台,要么就是一度被撇下,可能是很少被接纳,可能是一贯没有完结,全数地方家族中,AF_INET是应用最广大的贰个,python扶助很各个地点家族,然则出于大家只关心网络编程,所以超过半数时候小编么只行使AF_INET)

二. OSI七层

1.
C/S架构的软件(软件属于应用层)是依据网络开展通讯的。

2.
网络的中坚即一堆协议,协议即规范,你想付出一款基于互连网通讯的软件,就非得听从那么些标准。

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                                                                图1

TCP/IP协议族蕴涵传输层、互联网层、链路层,自个儿费用的应用程序工作在应用层。

 

五、基于udp的套接字

  udp是无链接的,先运营哪一端都不会报错。

ss = socket()   #创建一个服务器的套接字
ss.bind()       #绑定服务器套接字
while True :       #服务器无限循环
    cs = ss.recvfrom()/ss.sendto() # 对话(接收与发送)
ss.close()                         # 关闭服务器套接字

cs = socket()   # 创建客户套接字
while True :      # 通讯循环
    cs.sendto()/cs.recvfrom()   # 对话(发送/接收)
cs.close()                      # 关闭客户套接字

  基于udp套接字的大约示例

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import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)
udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

udp_server_client.bind(ip_port)

while True:
    msg,addr=udp_server_client.recvfrom(1024)
    print(msg,addr)

    udp_server_client.sendto(msg.upper(),addr)

udpserver

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from socket import *

udp_cs=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)

while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    if not msg:continue
    udp_cs.sendto(msg.encode('utf-8'),('127.0.0.1',9000))
    msg,addr=udp_cs.recvfrom(1024)
    print(msg.decode('utf-8'),addr)

udpclient

  qq聊天就是基于udp已毕的,由于udp无连接,所以可以而且三个客户端去跟服务端通讯。

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from socket import *

udp_ss=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
udp_ss.bind(('127.0.0.1',8081))

while True:
    msg,addr=udp_ss.recvfrom(1024)
    print('来自[%s]的一条消息:%s' %(addr,msg.decode('utf-8')))
    msg_b=input('回复消息: ').strip()
    udp_ss.sendto(msg_b.encode('utf-8'),addr)

qqserver

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from socket import *

udp_cs = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)

while True :
    msg = input('请输入消息,回车发送: ').strip()
    if msg == 'quit' : break
    if not msg : continue
    udp_cs.sendto(msg.encode('utf-8'),('127.0.0.1',8081))

    back_msg,addr = udp_cs.recvfrom(1024)
    print('来自[%s]的一条消息:%s' %(addr,back_msg.decode('utf-8')))

udp_cs.close()

qqclient

  client能够敞开五个。

tcp套接字

1.简单套接字
客户端和服务端:两个主要功能,1、建立链接 2、数据通讯
服务端程序会产生两个套接字socket,一个用于三次握手建立链接,另一个用于收发消息数据通讯;
客户端产生一个套接字socket,既可以用于建立链接后,再用于收发消息数据通讯。

client.py

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 1 import socket
 2 
 3 #1.买手机
 4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 5 print(phone)
 6 
 7 #2.拨号
 8 phone.connect(('127.0.0.1',8081)) 
 9 #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的,若一直无法连接上server,则会一直停留在这一步
10 
11 #3.发收消息
12 phone.send('hello'.encode('utf-8'))
13 data = phone.recv(1024)
14 print(data)
15 
16 #4.关闭
17 phone.close()

View Code

 service.py

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 1 import socket
 2 
 3 #1.买手机
 4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 5 print(phone)
 6 
 7 #2.绑定手机卡
 8 phone.bind(('127.0.0.1',8081)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
 9 
10 #3.开机
11 phone.listen(5) # 参数表示最大监听数
12 
13 #4.等电话链接
14 print('starting...')
15 conn,client = phone.accept() #返回一个新的套接字conn用于通讯,client为发起通讯链接的客户端的ip和端口号
16 print(conn,client)
17 # print('===>')
18 
19 #5.收,发消息
20 data = conn.recv(1024) # 单位:bytes,  1024代表最大接收1024个bytes
21 print('客户端的数据',data)
22 conn.send(data.upper())
23 
24 #6.挂电话
25 conn.close()
26 
27 #7.关机
28 phone.close()

View Code

 

三. socket层

在图1中,大家从不看出Socket的阴影,那么它到底在哪儿呢?照旧用图来讲话,一目驾驭。

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                                                        图2

 

六、粘包

  粘包现象只会时有暴发在tcp的链接进度中,udp是不会发生粘包现象的(UDP是面向新闻的协商,每一种UDP段都是一条消息,应用程序必须以音讯为单位领取数额,不可以一回提取任意字节的多寡)。

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  上图是socket收发消息的规律图,TCP协议是面向流的磋商,应用程序得到的多寡是2个总体数据流(stream),一条消息有稍许字节对于应用程序是不可知的,音讯从哪开首到哪截至,应用程序一窍不通,那就造成出现粘包难点了。

  粘包难题本质就是因为接收方不精通消息之间的无尽,不了然五次性领取多少字节的多少所造成的。

   从底层数据报文来看:tcp收发两端(客户端和劳务器端)都要有各样成对的socket,因而,发送端为了将五个发往接收端的包,更使得的发到对方,使用了优化措施(Nagle算法),将反复距离较小且数据量小的多少,合并成2个大的数据块,然后进行封包。那样,接收端,就难上加难分辨出来了。而udp协助的是一对多的形式,所以接收端的skbuff(套接字缓冲区)拔取了链式结构来记录每个抵达的UDP包,在各样UDP包中就有了新闻头(音信来源地址,端口等音讯),那样,对于接收端来说,就简单进行区分处理了。

  因为这么些差别,tcp收发音讯都不或然为空,在客户端和服务端都要添加空音讯处理机制,幸免程序卡死。udp不是基于流的数据报,尽管你输入的内容是空发出去的数额报大概由南阳注脚自身的长短是0。

  udp就算不粘包但是也有他的症结,我们都叫她不可倚重传输,udp的recvfrom是阻塞的,贰个recvfrom(x)必须对唯一一个sendinto(y),收完了x个字节的数额就是已毕,即便y>x数据就不见,那意味着udp根本不会粘包,然而会丢数据,不可依赖 tcp的情商数据不会丢,没有收完包,下次吸纳,会继续上次继续接受,己端总是在收取ack时才会免去缓冲区内容。数据是保险的,不过会粘包。

  粘包的二种情景:

  1.在发送端发送数据的时光距离相当长,数据自个儿很小会师到一起发生粘包现象。

  2.客户端发送的数额相比大跨越了服务端三回可以吸纳的限制,所以服务端只收了一小部分,服务端下次再收的时候如故从缓冲区拿上次遗留的数量,爆发粘包。大的数目报在发送端的缓冲处长度当先网卡的最大传输数据单元,tcp会将数据拆分成几个数据包再发送出去。

 2.添加循环套接字

client.py 

home88一必发 31home88一必发 32

 1 import socket
 2 
 3 #1.买手机
 4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 5 
 6 print(phone)
 7 
 8 #2.拨号
 9 phone.connect(('127.0.0.1',8080)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
10 
11 while True:
12     msg = input('>>:').strip()
13     if not msg:continue
14     phone.send(msg.encode('utf-8'))  #phone.send(b'')
15     print('has send') #判断能否发空
16     data = phone.recv(1024)
17     print(data.decode('utf-8'))
18 
19 #4.关闭
20 phone.close()

View Code

service.py

home88一必发 33home88一必发 34

 1 import socket
 2 
 3 
 4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 5 phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
 6 print(phone)
 7 phone.bind(('127.0.0.1',8080)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
 8 phone.listen(5) #最大链接挂起数
 9 
10 print('starting...')
11 conn,client = phone.accept() #监听
12 # print('===>')
13 
14 #监听到到后,进行通讯循环
15 # while True:
16 #     data = conn.recv(1024) # 单位:bytes,  1024代表最大接收1024个bytes
17 #     #conn tcp协议三次握手的成果,双向链接
18 #     if not data:break #适用与linux操作,当client单方面终止链接时,service端会出现死循环
19 #     print('客户端的数据',data)
20 #     conn.send(data.upper())
21 
22 while True:
23     try:
24         data = conn.recv(1024) # 单位:bytes,  1024代表最大接收1024个bytes
25         #conn tcp协议三次握手的成果,双向链接
26 
27         print('客户端的数据',data)
28         conn.send(data.upper())
29     except ConnectionResetError:
30 
31         break
32 
33 conn.close()
34 phone.close()

View Code

if not data:break 是用于linux的判断,因为在linux中当client端单方面终止时,servce端会一直接收到空,会一直循环print('客户端的数据',data),因此需要加上判断;

except ConnectionResetError: 是针对windows的,当client端单方面终止时,server端会报ConnnectionRsetError。

有时重启服务端时会遇到报错:

home88一必发 35

socket type类型

 四. socket的定义

Socket是应用层与TCP/IP协议族通讯的中档软件抽象层,它是一组接口。在设计形式中,Socket其实就是贰个门面形式,它把纷纷的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口前边,对用户来说,一组几乎的接口就是整个,让Socket去协会数量,以合乎指定的说道。所以,大家无需深切掌握tcp/udp协议,socket已经为大家封装好了,咱们只需求根据socket的规定去编程,写出的主次自然就是根据tcp/udp标准的。

补充:
也有人将socket说成ip+port,ip是用来标识网络中的一台主机的职位,而port是用来标识那台机械上的3个应用程序,ip地址是安插到网卡上的,而port是应用程序开启的,ip与port的绑定就标识了互连网中绝无仅有的二个应用程序,而先后的pid是同样台机械上不同进度或然线程的标识。

 

  怎么样缓解粘包难题?

  客户端每一遍都把温馨的长度告诉服务端,那样可以形成不粘包。

home88一必发 36home88一必发 37

#_*_coding:utf-8_*_
import socket,subprocess
ip_port=('127.0.0.1',8080)
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

s.bind(ip_port)
s.listen(5)

while True:
    conn,addr=s.accept()
    print('客户端',addr)
    while True:
        msg=conn.recv(1024)
        if not msg:break
        res=subprocess.Popen(msg.decode('utf-8'),shell=True,\
                            stdin=subprocess.PIPE,\
                         stderr=subprocess.PIPE,\
                         stdout=subprocess.PIPE)
        err=res.stderr.read()
        if err:
            ret=err
        else:
            ret=res.stdout.read()
        data_length=len(ret)
        conn.send(str(data_length).encode('utf-8'))
        data=conn.recv(1024).decode('utf-8')
        if data == 'recv_ready':
            conn.sendall(ret)
    conn.close()

View Code

home88一必发 38home88一必发 39

import socket,time
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
res=s.connect_ex(('127.0.0.1',8080))

while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    if len(msg) == 0:continue
    if msg == 'quit':break

    s.send(msg.encode('utf-8'))
    length=int(s.recv(1024).decode('utf-8'))
    s.send('recv_ready'.encode('utf-8'))
    send_size=0
    recv_size=0
    data=b''
    while recv_size < length:
        data+=s.recv(1024)
        recv_size+=len(data)


    print(data.decode('utf-8'))

View Code

  那种艺术只是一种缓解难题的办法,实际上并不会这么做,程序的运转速度远快于网络传输速度,所以在殡葬一段字节前,先用send去发送该字节流长度,那种艺术会加大互联网延迟带来的质量损耗。那里用来增援我们更好的精通粘包的标题。

  在那一个基础上,大家得以设想将团结的尺寸等消息,写到报头底部,这样接收端拆开报头就能精晓长度,就不会时有爆发粘包的现象了。

  我们先要认识一下struct模块。

  该模块可以把3个门类,如数字,转成固定长度的bytes。

home88一必发 40

home88一必发 41home88一必发 42

from socket import *
import subprocess
import struct
ss=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
ss.bind(('127.0.0.1',8082)) 
ss.listen(5)

print('starting...')
while True:
    conn,addr=ss.accept()
    print('-------->',conn,addr)

    while True:
        try:
            cmd=conn.recv(1024)
            res = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True,
                                   stdout=subprocess.PIPE,
                                   stderr=subprocess.PIPE)
            stdout=res.stdout.read()
            stderr=res.stderr.read()

            #先发报头(转成固定长度的bytes类型)
            header = struct.pack('i',len(stdout)+len(stderr))
            conn.send(header)
            #再发送命令的结果
            conn.send(stdout)
            conn.send(stderr)
        except Exception:
            break
    conn.close()
ss.close()

客户端

home88一必发 43home88一必发 44

from socket import *
import struct
cs=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
cs.connect(('127.0.0.1',8082))

while True:
    cmd=input('>>: ').strip()
    if not cmd:continue

    cs.send(cmd.encode('utf-8'))
    #先收报头
    header_struct=cs.recv(4)
    unpack_res = struct.unpack('i', header_struct)
    total_size=unpack_res[0]

    #再收数据
    recv_size=0 #10241=10240+1
    total_data=b''
    while recv_size < total_size:
        recv_data=cs.recv(1024)
        recv_size+=len(recv_data)
        total_data+=recv_data
    print(total_data.decode('gbk'))
cs.close()

服务端

  struct的i模式:

struct.pack('i',11111111)
#struct.error: 'i' format requires -2147483648 <= number <= 2147483647 #这个是范围

  struct.pack用于将Python的值依据格式符,转换为字符串(因为Python中从不字节(Byte)类型)。它的函数原型为:struct.unpack(fmt,
string)。

  struct.unpack做的干活刚刚与struct.pack相反,用于将字节流转换来python数据类型。它的函数原型为:struct.unpack(fmt,
string),该函数再次回到八个元组。

home88一必发 45home88一必发 46

import json,struct
#假设通过客户端上传1T:1073741824000的文件a.txt

#为避免粘包,必须自定制报头
header={'file_size':1073741824000,'file_name':'/a/b/c/d/e/a.txt','md5':'8f6fbf8347faa4924a76856701edb0f3'} #1T数据,文件路径和md5值

#为了该报头能传送,需要序列化并且转为bytes
head_bytes=bytes(json.dumps(header),encoding='utf-8') #序列化并转成bytes,用于传输

#为了让客户端知道报头的长度,用struck将报头长度这个数字转成固定长度:4个字节
head_len_bytes=struct.pack('i',len(head_bytes)) #这4个字节里只包含了一个数字,该数字是报头的长度

#客户端开始发送
conn.send(head_len_bytes) #先发报头的长度,4个bytes
conn.send(head_bytes) #再发报头的字节格式
conn.sendall(文件内容) #然后发真实内容的字节格式

#服务端开始接收
head_len_bytes=s.recv(4) #先收报头4个bytes,得到报头长度的字节格式
x=struct.unpack('i',head_len_bytes)[0] #提取报头的长度

head_bytes=s.recv(x) #按照报头长度x,收取报头的bytes格式
header=json.loads(json.dumps(header)) #提取报头

#最后根据报头的内容提取真实的数据,比如
real_data_len=s.recv(header['file_size'])
s.recv(real_data_len)

View Code

  使用自定制报头的章程来化解粘包难点。

home88一必发 47home88一必发 48

import socket,struct,json
import subprocess
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) 
phone.bind(('127.0.0.1',8080))

phone.listen(5)

while True:
    conn,addr=phone.accept()
    while True:
        cmd=conn.recv(1024)
        if not cmd:break
        print('cmd: %s' %cmd)

        res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),
                             shell=True,
                             stdout=subprocess.PIPE,
                             stderr=subprocess.PIPE)
        err=res.stderr.read()
        print(err)
        if err:
            back_msg=err
        else:
            back_msg=res.stdout.read()


        conn.send(struct.pack('i',len(back_msg))) #先发back_msg的长度
        conn.sendall(back_msg) #在发真实的内容

    conn.close()

服务端自定制报头

home88一必发 49home88一必发 50

import socket,time,struct

s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
res=s.connect_ex(('127.0.0.1',8080))

while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    if len(msg) == 0:continue
    if msg == 'quit':break

    s.send(msg.encode('utf-8'))

    l=s.recv(4)
    x=struct.unpack('i',l)[0]
    print(type(x),x)
    # print(struct.unpack('I',l))
    r_s=0
    data=b''
    while r_s < x:
        r_d=s.recv(1024)
        data+=r_d
        r_s+=len(r_d)

    # print(data.decode('utf-8'))
    print(data.decode('gbk')) #windows默认gbk编码

客户端自定制报头

  当然大家的报头可以增加愈来愈多新闻。

  大家把报头做成字典,字典里含有将要发送的真实性数据的详细音信,然后json体系化,然后用struck将连串化后的多少长度打包成几个字节(肆个祥和充足用了)

  发送时头阵报头长度,再编码报头内容然后发送,最终发真实内容。

  接收时先将报头长度,用struct取出来,根据取出的长短收取报头内容,然后解码,反种类化,从反种类化的结果中取出待取数据的详细音信,然后去取真实的多少内容。

home88一必发 51home88一必发 52

from socket import *
import subprocess
import struct
import json
ss = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
ss.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
ss.bind(('127.0.0.1',8082))
ss.listen(5)

print('starting...')
while True : #链接循环
    conn,addr = ss.accept() #链接,客户的的ip和端口组成的元组
    print('-------->',conn,addr)

    #收,发消息
    while True :#通信循环
        try :
            cmd = conn.recv(1024)
            res = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell = True,
                                   stdout = subprocess.PIPE,
                                   stderr = subprocess.PIPE)
            stdout = res.stdout.read()
            stderr = res.stderr.read()
            #制作报头
            h_dic = {
                'total_size': len(stdout) + len(stderr),
                'filename': None,
                'md5': None}

            h_json = json.dumps(h_dic)
            h_bytes = h_json.encode('utf-8')
            #发送阶段
            #先发报头长度
            conn.send(struct.pack('i',len(h_bytes)))
            #再发报头
            conn.send(h_bytes)

            #最后发送命令的结果
            conn.send(stdout)
            conn.send(stderr)
        except Exception :
            break
    conn.close()
ss.close()

json系列化报头server

home88一必发 53home88一必发 54

from socket import *
import struct
import json
cs = socket(AF_INET,SOCK_STREAM) #买手机
cs.connect(('127.0.0.1',8082)) #绑定手机卡

#发,收消息
while True :
    cmd = input('>>: ').strip()
    if not cmd : continue

    cs.send(cmd.encode('utf-8'))
    #先收报头的长度
    h_len = struct.unpack('i',cs.recv(4))[0]

    #再收报头
    h_bytes = cs.recv(h_len)
    h_json = h_bytes.decode('utf-8')
    h_dic = json.loads(h_json)
    total_size = h_dic['total_size']

    #最后收数据
    recv_size = 0
    total_data = b''
    while recv_size < total_size :
        recv_data = cs.recv(1024)
        recv_size += len(recv_data)
        total_data += recv_data
    print(total_data.decode('gbk'))
cs.close()

client

 

 

由于重启时系统还没赶趟回收端口,因而会唤起端口已被挤占。

那几个是由于你的服务端依旧存在三遍挥手的time_wait状态在挤占地址(假若不懂,请长远探究1.tcp一遍握手,一次挥手
2.syn洪流攻击
3.服务器高并发意况下会有恢宏的time_wait状态的优化措施)

化解方法:加入一条socket配置,重用ip和端口。

phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
#就是它,在bind ip和端口 前加。

或者:

实验之前要全部关闭掉所用占用端口的程序,用以下指令
linux:pkill -9 python
windows:taskkill python

 

 

  • socket.SOCK_STREAM #for tcp
  • socket.SOCK_DGRAM #for udp
  • socket.SOCK_RAW
    #原始套接字,普通的套接字不能处理ICMP、IGMP等互连网报文,而SOCK_RAW可以;其次,SOCK_RAW也足以拍卖十一分的IPv4报文;别的,利用原始套接字,可以由此IP_HDSportageINCL套接字选项由用户构造IP头。
  • socket.SOCK_RDM
    #是一种保证的UDP形式,即确保交到数据报但不保证顺序。SOCK_RAM用来提供对原来协议的起码访问,在急需实施某个特殊操作时利用,如发送ICMP报文。SOCK_RAM平常仅限于高级用户或领队运行的顺序采取。
  • socket.SOCK_SEQPACKET #废弃了

五.  套接字发展史及分类

套接字起点于 20 世纪 70 时代俄亥俄大学伯克利分校版本的
Unix,即人们所说的 BSD Unix。
由此,有时人们也把套接字称为“Berkeley套接字”或“BSD
套接字”。一伊始,套接字被设计用在同
一台主机上七个应用程序之间的简报。那也被称经过间通信,或
IPC。套接字有三种(大概叫做有八个种族),分别是依照文件型的和基于网络型的。 

据悉文件类型的套接字家族

套接字家族的名字:AF_UNIX

unix一切皆文件,基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据,五个套接字进度运行在同一机器,可以通过访问同3个文件系统直接已毕通信。

基于网络项目标套接字家族

套接字家族的名字:AF_INET

(还有AF_INET6被用来ipv6,还有部分其它的地点家族,但是,他们依然是只用于有些平台,要么就是早就被丢掉,恐怕是很少被拔取,或然是一直没有兑现,全数地方家族中,AF_INET是行使最普遍的壹个,python接济很各个地方家族,可是出于我们只关切网络编程,所以一大半时候作者么只行使。AF_INET)

 

3.丰硕 链接循环

事先代码运行可见,client端关闭后,service端也会关闭,但此时大家想client端关闭后,service端应该能在吸收新的client端的链接请求,由此,在建

立链接的局地参加循环。

client.py 

home88一必发 55home88一必发 56

 1 import socket
 2 
 3 #1.买手机
 4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 5 
 6 print(phone)
 7 
 8 #2.拨号
 9 phone.connect(('127.0.0.1',8080)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
10 
11 while True:
12     msg = input('>>:').strip()
13     if not msg:continue
14     phone.send(msg.encode('utf-8'))  #phone.send(b'')
15     print('has send') #判断能否发空
16     data = phone.recv(1024)
17     print(data.decode('utf-8'))
18 
19 #4.关闭
20 phone.close()

View Code

service.py

home88一必发 57home88一必发 58

 1 import socket
 2 
 3 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 4 phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
 5 print(phone)
 6 phone.bind(('127.0.0.1',8080)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
 7 phone.listen(5) #最大链接挂起数
 8 
 9 print('starting...')
10 
11 while True:
12     '''
13     用于监听多次client端的链接,但一次链接发起结束后,
14     可继续监听下一次client端的连接
15     '''
16     conn,client = phone.accept()
17     print(client)
18     while True:
19         try:
20             data = conn.recv(1024) # 单位:bytes,  1024代表最大接收1024个bytes
21             #conn tcp协议三次握手的成果,双向链接
22             if not data: break
23             print('客户端的数据',data)
24             conn.send(data.upper())
25         except ConnectionResetError:
26             break
27     conn.close()

View Code

 

(Only SOCK_STREAM and SOCK_DGRAM appear to be generally useful.)

六.  套接字工作流程

 1个在世中的场景。你要打电话给三个情人,先拨号,朋友听到电话铃声后提起电话,那时你和你的情人就确立起了连年,就可以说话了。等沟通为止,挂断电话甘休此次交谈。生活中的场景就解释了那工作原理,或者TCP/IP协议族就是诞生于生活中,那也不肯定,看下图。

home88一必发 59

                                 
                      图3

先从劳动器端说起。服务器端先初叶化Socket,然后与端口绑定(bind),对端口进行监听(listen),调用accept阻塞,等待客户端连接。在此刻要是有个客户端起首化2个Socket,然后连接服务器(connect),假诺连接成功,这时客户端与劳务器端的接连就建立了。客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求,然后把应对数据发送给客户端,客户端读取数据,最终关闭连接,一遍交互停止

 4.效仿ssh远程执行命令

client.py 

home88一必发 60home88一必发 61

 1 import socket,subprocess
 2 
 3 
 4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 5 phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
 6 print(phone)
 7 phone.bind(('127.0.0.1',9900)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
 8 phone.listen(5) #最大链接挂起数
 9 
10 print('starting...')
11 while True:
12     conn,client = phone.accept() #监听
13 
14     while True: #通讯循环
15         try:
16             #1、收命令
17             cmd = conn.recv(1024) # 单位:bytes,  1024代表最大接收1024个bytes
18             #conn tcp协议三次握手的成果,双向链接
19             if not cmd: break
20             #2、执行命令、拿到结果,命令的结果存入stdout=subprocess.PIPE管道,而不是直接输出到终端
21             obj = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,
22                                    # 指令由client端发送过来是以utf-8解码为bytes发送过来的,因此处应该以utf-8来编码,
23                                    # 因此此处的命令编码应该与client端的一致
24                                    stdout=subprocess.PIPE,
25                                    stderr=subprocess.PIPE)
26             print(obj)
27             stdout = obj.stdout.read()
28             stderr =  obj.stderr.read() #s收发都是bytes格式
29 
30             #3、把命令的结果返回给客户端
31             conn.send(stdout+stderr) #申请一块新的内存空间存放stdout+stderr,会占内存,效率会低
32         except ConnectionResetError:
33             break
34     conn.close()
35 
36 phone.close()

View Code

service.py

home88一必发 62home88一必发 63

 1 import socket
 2 
 3 #1.买手机
 4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 5 
 6 print(phone)
 7 
 8 #2.拨号
 9 phone.connect(('127.0.0.1',9900)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
10 
11 while True:
12     msg = input('>>:').strip()
13     if not msg:continue
14     phone.send(msg.encode('utf-8'))
15     # 注意:信息由utf-8解码为bytes格式发送到service端,因此service端也必须把bytes格式以utf-8来编码,
16 
17     data = phone.recv(1024)  #返回值可能超过1024bytes,
18     print(data.decode('gbk'))
19     # windows上,res.stdout.read()读出的就是GBK编码,因此此处也用GBK编码,linux上默认是utf-8
20 
21 #4.关闭
22 phone.close()

View Code

那里注意八个小标题:

  1.service端的指令的编码应该与client端的解码情势对应,client端以utf-8解码指令为bytes,则service端必须以utf-8来编码;

  2.service端的把命令结果发送给client端,client则要求将指令结果开展编码,若serice端在windows上,则以GBK举行编码,若在linux上则以utf-8举办编码。

 

proto=0 请忽略,特殊用途

socket模块函数用法

import socket
socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)
# socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默认值为 0。

#获取tcp/ip套接字
tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

#获取udp/ip套接字
udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

#由于 socket 模块中有太多的属性。我们在这里破例使用了'from module import *'语句。使用 'from socket import *',我们就把 socket 模块里的所有属性都带到我们的命名空间里了,这样能 大幅减短我们的代码。
#例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

服务端套接字函数

s.bind()    绑定(主机,端口号)到套接字
s.listen()  开始TCP监听
s.accept()  被动接受TCP客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来

客户端套接字函数

s.connect()     主动初始化TCP服务器连接
s.connect_ex()  connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常

公共用途的套接字函数

s.recv()            接收TCP数据
s.send()            发送TCP数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)
s.sendall()         发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用send直到发完)
s.recvfrom()        接收UDP数据
s.sendto()          发送UDP数据
s.getpeername()     连接到当前套接字的远端的地址
s.getsockname()     当前套接字的地址
s.getsockopt()      返回指定套接字的参数
s.setsockopt()      设置指定套接字的参数
s.close()           关闭套接字

面向锁的套接字方法

s.setblocking()     设置套接字的阻塞与非阻塞模式
s.settimeout()      设置阻塞套接字操作的超时时间
s.gettimeout()      得到阻塞套接字操作的超时时间

面向文件的套接字的函数

s.fileno()          套接字的文件描述符
s.makefile()        创建一个与该套接字相关的文件

 以打电话为流程的以身作则演示:

home88一必发 64home88一必发 65

import socket
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机
phone.bind(('127.0.0.1',8080)) #插电话卡

phone.listen(5) #开机,backlog

print('starting....')
conn,addr=phone.accept() #接电话
print(conn)
print('client addr',addr)
print('ready to read msg')
client_msg=conn.recv(1024) #收消息
print('client msg: %s' %client_msg)
conn.send(client_msg.upper()) #发消息

conn.close()
phone.close()

server.py

home88一必发 66home88一必发 67

import socket
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.connect(('127.0.0.1',8080)) #拨通电话

phone.send('hello'.encode('utf-8')) #发消息

back_msg=phone.recv(1024)
print(back_msg)

phone.close()

client.py

输出:

服务端

starting....
<socket.socket fd=4, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 8080), raddr=('127.0.0.1', 65172)>
client addr ('127.0.0.1', 65172)
ready to read msg
client msg: b'hello'

客户端

b'HELLO'

 

5.粘包现象分析

须知:唯有TCP有粘包现象,UDP永远不会粘包

home88一必发 68

 

所谓粘包问题至关主要如故因为接收方不知底音信之间的尽头,不亮堂一回性领取多少字节的数据所导致的。

udp的recvfrom是阻塞的,2个recvfrom(x)必须对唯一三个sendinto(y),收完了x个字节的数量就是完毕,借使y>x数据就丢掉,那象征udp根本不会粘包,可是会丢数据,不可看重。

tcp的说道数据不会丢,没有收完包,下次接到,会持续上次前仆后继接收,己端总是在吸纳ack时才会去掉缓冲区内容。数据是有限帮忙的,但是会粘包。

两种情形下会暴发粘包:

出殡端需求等缓冲区满才发送出去,造成粘包(发送数据时间距离非常短,数据段很小,会师到一道,爆发粘包)。TCP使用了优化措施(Nagle算法),将反复距离较小且数据量小的多少,合并成壹个大的数据块,然后开展封包。

client.py

home88一必发 69home88一必发 70

1 import socket
2 
3 client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
4 client.connect(('127.0.0.1',9903))
5 
6 #TCP使用了优化方法(Nagle算法),将多次间隔较小且数据量小的数据,
7 # 合并成一个大的数据块,然后进行封包。从而在发送端造成粘包。
8 client.send('hello'.encode('utf-8'))
9 client.send('world'.encode('utf-8'))

View Code

service.py

home88一必发 71home88一必发 72

 1 import socket
 2 
 3 service = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 4 service.bind(('127.0.0.1',9903))
 5 service.listen(5)
 6 
 7 conn,addr = service.accept()
 8 
 9 res1 = conn.recv(1024)
10 print('第一次',res1.decode())
11 
12 res2 =  conn.recv(1024)
13 print('第二次',res2.decode())

View Code

 输出结果:

第一次 helloworld
第二次 

发送端由于TCP
优化算法造成粘包

 

接收方不立刻接收缓冲区的包,造成多少个包接收(客户端发送了一段数据,服务端只收了一小部分,服务端下次再收的时候依然从缓冲区拿上次遗留的数码,爆发粘包) 

 

client.py

home88一必发 73home88一必发 74

 1 #_*_coding:utf-8_*_
 2 __author__ = 'Linhaifeng'
 3 import socket
 4 BUFSIZE=1024
 5 ip_port=('127.0.0.1',8080)
 6 
 7 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 8 res=s.connect_ex(ip_port)
 9 
10 
11 s.send('hello feng'.encode('utf-8'))
12 
13 客户端

View Code

service.py

home88一必发 75home88一必发 76

 1 #_*_coding:utf-8_*_
 2 __author__ = 'Linhaifeng'
 3 from socket import *
 4 ip_port=('127.0.0.1',8080)
 5 
 6 tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
 7 tcp_socket_server.bind(ip_port)
 8 tcp_socket_server.listen(5)
 9 
10 
11 conn,addr=tcp_socket_server.accept()
12 
13 
14 data1=conn.recv(2) #一次没有收完整
15 data2=conn.recv(10)#下次收的时候,会先取旧的数据,然后取新的
16 
17 print('----->',data1.decode('utf-8'))
18 print('----->',data2.decode('utf-8'))
19 
20 conn.close()
21 
22 服务端

View Code

输出结果

-----> he
-----> llo feng

接收端由于没能五次将发送端四回发送的数目总体承受,导致粘包

 

拆包的暴发事态

当发送端缓冲区的尺寸超过网卡的MTU时,tcp会将这一次发送的数目拆成多少个数据包发送出去。

补偿难题一:为啥tcp是牢靠传输,udp是不行靠传输

tcp在数量传输时,发送端先把数量发送到本人的缓存中,然后协议决定将缓存中的数据发往对端,对端再次来到1个ack=1,发送端则清理缓存中的数据,对端重返ack=0,则另行发送数据,所以tcp是举手之劳的。

而udp发送数据,对端是不会回去确认新闻的,因而不可相信。

填补难题二:send(字节流)和recv(1024)及sendall

recv里指定的1024意思是从缓存里三回拿出1022个字节的多寡

send的字节流是先放入己端缓存,然后由协和决定将缓存内容发往对端,要是待发送的字节流大小大于缓存剩余空间,那么数量丢失,用sendall就会循环调用send,数据不会丢掉。

send 和 recv:
1.不管是recv还是send都不是直接接收对方的数据,而是操作自己的操作系统内存-->不是一个send对应一个recv
2.recv阶段,耗时分析:
  wait data 耗时非常长
  copy data 耗时短
  send耗时分析:
  copy data

 

fileno=None 请忽略,特殊用途

七. 基于TCP的套接字

 tcp服务端

ss = socket() #创建服务器套接字
ss.bind()      #把地址绑定到套接字
ss.listen()      #监听链接
inf_loop:      #服务器无限循环
    cs = ss.accept() #接受客户端链接
    comm_loop:         #通讯循环
        cs.recv()/cs.send() #对话(接收与发送)
    cs.close()    #关闭客户端套接字
ss.close()        #关闭服务器套接字(可选)

tcp客户端

cs = socket()    # 创建客户套接字
cs.connect()    # 尝试连接服务器
comm_loop:        # 通讯循环
    cs.send()/cs.recv()    # 对话(发送/接收)
cs.close()            # 关闭客户套接字

socket通讯流程与打电话流程类似,大家就以打电话为例来落到实处一个low版的套接字通讯

home88一必发 77home88一必发 78

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)  #电话卡
BUFSIZE=1024                #收发消息的尺寸
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机
s.bind(ip_port) #手机插卡
s.listen(5)     #手机待机


conn,addr=s.accept()            #手机接电话
# print(conn)
# print(addr)
print('接到来自%s的电话' %addr[0])

msg=conn.recv(BUFSIZE)             #听消息,听话
print(msg,type(msg))

conn.send(msg.upper())          #发消息,说话

conn.close()                    #挂电话

s.close()                       #手机关机

服务端

服务端

home88一必发 79home88一必发 80

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)
BUFSIZE=1024
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

s.connect_ex(ip_port)           #拨电话

s.send('linhaifeng nb'.encode('utf-8'))         #发消息,说话(只能发送字节类型)

feedback=s.recv(BUFSIZE)                           #收消息,听话
print(feedback.decode('utf-8'))

s.close()                                       #挂电话

客户端

客户端

上述流程的题材是,服务端只基本上能用一回链接,然后就到底关闭掉了,实际情状应该是,服务端不断接受链接,然后循环通讯,通讯已毕后只关闭链接,服务器可以接二连三接收下三次链接,下边是修改版

home88一必发 81home88一必发 82

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
import socket
ip_port=('127.0.0.1',8081)#电话卡
BUFSIZE=1024
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机
s.bind(ip_port) #手机插卡
s.listen(5)     #手机待机


while True:                         #新增接收链接循环,可以不停的接电话
    conn,addr=s.accept()            #手机接电话
    # print(conn)
    # print(addr)
    print('接到来自%s的电话' %addr[0])
    while True:                         #新增通信循环,可以不断的通信,收发消息
        msg=conn.recv(BUFSIZE)             #听消息,听话

        # if len(msg) == 0:break        #如果不加,那么正在链接的客户端突然断开,recv便不再阻塞,死循环发生

        print(msg,type(msg))

        conn.send(msg.upper())          #发消息,说话

    conn.close()                    #挂电话

s.close()                       #手机关机

服务端改进版

服务端革新版

home88一必发 83home88一必发 84

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
import socket
ip_port=('127.0.0.1',8081)
BUFSIZE=1024
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

s.connect_ex(ip_port)           #拨电话

while True:                             #新增通信循环,客户端可以不断发收消息
    msg=input('>>: ').strip()
    if len(msg) == 0:continue
    s.send(msg.encode('utf-8'))         #发消息,说话(只能发送字节类型)

    feedback=s.recv(BUFSIZE)                           #收消息,听话
    print(feedback.decode('utf-8'))

s.close()                                       #挂电话

客户端改进版

客户端革新版

问题:

在重启服务端时恐怕会蒙受以下报错现象

home88一必发 85

 

注:
那么些是出于您的服务端照旧存在一遍挥手的time_wait状态在挤占地址(借使不懂,请长远钻研1.tcp五遍握手,五遍挥手
2.syn洪流攻击 3.服务器高并发情状下会有恢宏的time_wait状态的优化措施)

缓解情势:

home88一必发 86home88一必发 87

#加入一条socket配置,重用ip和端口
phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它,在bind前加
phone.bind(('127.0.0.1',8080))

方法一

home88一必发 88home88一必发 89

发现系统存在大量TIME_WAIT状态的连接,通过调整linux内核参数解决,
vi /etc/sysctl.conf

编辑文件,加入以下内容:
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30

然后执行 /sbin/sysctl -p 让参数生效。

net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时,启用cookies来处理,可防范少量SYN攻击,默认为0,表示关闭;

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接,默认为0,表示关闭;

net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收,默认为0,表示关闭。

net.ipv4.tcp_fin_timeout 修改系統默认的 TIMEOUT 时间

方法二

方法二

 

5.粘包解决办法

粘包难点的缘由在于接收端不清楚发送端将要传送的字节流的长短,所以消除粘包的措施就是环绕,怎样让发送端在发送数据前,把自个儿快要发送的字节流总大小让接收端知晓,然后接收端来三个死循环接收完全数数据。

率先步:先得到数量的长度

其次步:接收真实的数目

 先来介绍下struct模块

该模块可以把二个门类,如数字,转成固定长度的bytes类型

home88一必发 90

 

但只顾类型如数字是有限定的,超出范围就会报错

>>>
struct.pack(‘i’,1111111111111)

。。。。。。。。。

struct.error:
‘i’ format requires -2147483648 <= number <= 2147483647
 #以此是限制

home88一必发 91home88一必发 92

1 import struct
2 
3 res = struct.pack('i', 1235)
4 print(res,type(res), len(res))
5 
6 obj = struct.unpack('i', res)
7 print(obj)

struct 用法

出口结果

b'\xd3\x04\x00\x00' <class 'bytes'> 4
(1235,)

在数量发送端将数据长度打包,发送给接收端,解包获取实际数目标尺寸。

 

 不难版本报头自制

client.py

home88一必发 93home88一必发 94

 1 import socket, struct
 2 
 3 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 4 print(phone)
 5 
 6 phone.connect(('127.0.0.1',9900)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
 7 
 8 while True:
 9     #1、发命令
10     msg = input('>>:').strip()
11     if not msg:continue
12     phone.send(msg.encode('utf-8'))
13 
14     #2、拿到命令的结果,并打印
15 
16     #第一步:先收报头
17     header = phone.recv(4)
18     #第二步:从报头中解析出对真实数据的描述信息
19     total_size = struct.unpack('i',header)[0]
20 
21     #第三部:接收真实数据
22     recv_size = 0
23     recv_data = b''
24     while recv_size < total_size:
25         data = phone.recv(1024)
26         recv_data += data
27         recv_size += len(data)
28 
29     print(data.decode('gbk'))
30     # windows上,res.stdout.read()读出的就是GBK编码,因此此处也用GBK编码,linux上默认是utf-8
31 
32 phone.close()

自制报头

service.py

home88一必发 95home88一必发 96

 1 import socket,subprocess,struct
 2 
 3 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 4 phone.bind(('127.0.0.1',9900)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
 5 phone.listen(5) #最大链接挂起数
 6 
 7 print('starting...')
 8 while True:
 9     conn,client = phone.accept() #监听
10 
11     while True: #通讯循环
12         try:
13             #1、收命令
14             cmd = conn.recv(1024) # 单位:bytes,  1024代表最大接收1024个bytes
15             #conn tcp协议三次握手的成果,双向链接
16             if not cmd: break
17             #2、执行命令、拿到结果,命令的结果存入stdout=subprocess.PIPE管道,而不是直接输出到终端
18             obj = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,
19                                    stdout=subprocess.PIPE,
20                                    stderr=subprocess.PIPE)
21             print(obj)
22             stdout = obj.stdout.read()
23             stderr = obj.stderr.read() #s收发都是bytes格式
24 
25             #3、把命令的结果返回给客户端
26             #第一步:制作固定长度的报头
27             total_size = len(stdout)+len(stderr)
28             header = struct.pack('i', total_size)
29 
30             #第二步:把报头(固定长度)发送给客户端
31             conn.send(header)
32 
33             #第三步:再发送真实数据
34             conn.send(stdout)
35             conn.send(stderr)
36 
37         except ConnectionResetError:
38             break
39     conn.close()
40 
41 phone.close()

自制报头

 

高阶报头自制

上述讲解了简易报头的自制,但有缺陷:

一 、报头存有的音讯少。

② 、struct模块打包的int数字有限量,普通指令的结果长度尽管不会当先这些限制,可是上传下载文件时就很有或者会当先此限制,因而下边介绍同样选择struct模块来自制跟高端的报头。

以字典的款式营造报头,字典中可以存文件名、文件md5值、文件大小等,再将字典系列化,将连串化的字符串长度通过struct
pack,那样既可让报头存有充裕的音讯,又不会超出struct模块打包的int的数字范围。

client.py

home88一必发 97home88一必发 98

 1 import socket, struct, json
 2 
 3 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 4 print(phone)
 5 
 6 phone.connect(('127.0.0.1',9900)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
 7 
 8 while True:
 9     #1、发命令
10     msg = input('>>:').strip()
11     if not msg:continue
12     phone.send(msg.encode('utf-8'))
13 
14     #2、拿到命令的结果,并打印
15 
16     #第一步:先收报头长度
17     obj = phone.recv(4)
18     header_size = struct.unpack('i',obj)[0]
19     # 第二步:再收报头
20     header = phone.recv(header_size)
21 
22     #第三步:从报头中解析出对真实数据的描述信息
23     header_dic = json.loads(header)
24     total_size = header_dic['total_size']
25 
26     #第三部:接收真实数据
27     recv_size = 0
28     recv_data = b''
29     while recv_size < total_size:
30         data = phone.recv(1024)
31         recv_data += data
32         recv_size += len(data)
33 
34     print(data.decode('gbk'))
35     # windows上,res.stdout.read()读出的就是GBK编码,因此此处也用GBK编码,linux上默认是utf-8
36 
37 phone.close()

高阶报头自制

service.py

home88一必发 99home88一必发 100

 1 import socket, subprocess, struct, json
 2 
 3 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 4 phone.bind(('127.0.0.1',9900)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
 5 phone.listen(5) #最大链接挂起数
 6 
 7 print('starting...')
 8 while True:
 9     conn,client = phone.accept() #监听
10 
11     while True: #通讯循环
12         try:
13             #1、收命令
14             cmd = conn.recv(1024) # 单位:bytes,  1024代表最大接收1024个bytes
15             #conn tcp协议三次握手的成果,双向链接
16             if not cmd: break
17             #2、执行命令、拿到结果,命令的结果存入stdout=subprocess.PIPE管道,而不是直接输出到终端
18             obj = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,
19                                    stdout=subprocess.PIPE,
20                                    stderr=subprocess.PIPE)
21             print(obj)
22             stdout = obj.stdout.read()
23             stderr = obj.stderr.read() #s收发都是bytes格式
24 
25             #3、把命令的结果返回给客户端
26             #第一步:制作报头
27 
28             header_dic = {
29                 'filename':'a.txt',
30                 'md5':'xxfdxxx',
31                 'total_size': len(stdout)+len(stderr)
32             }
33             header_json = json.dumps(header_dic)
34             header_types = header_json.encode('utf-8')
35 
36             #第二步:把报头(固定长度)发送给客户端
37             conn.send(struct.pack('i',len(header_types)))
38 
39             #第三步:再发送报头、
40             conn.send(header_types)
41 
42             #第四步:再发送真实数据
43             conn.send(stdout)
44             conn.send(stderr)
45 
46         except ConnectionResetError:
47             break
48     conn.close()
49 
50 phone.close()

高阶报头自制

劳务端套接字函数(2秒钟)

  • s.bind() 绑定(主机,端口号)到套接字
  • s.listen() 开始TCP监听
  • s.accept() 被动接受TCP客户的一而再,(阻塞式)等待连接的来到

八.  基于UDP的套接字

 udp服务端

ss = socket()   #创建一个服务器的套接字
ss.bind()       #绑定服务器套接字
inf_loop:       #服务器无限循环
    cs = ss.recvfrom()/ss.sendto() # 对话(接收与发送)
ss.close()                         # 关闭服务器套接字

udp客户端

cs = socket()   # 创建客户套接字
comm_loop:      # 通讯循环
    cs.sendto()/cs.recvfrom()   # 对话(发送/接收)
cs.close()                      # 关闭客户端套接字

udp套接字简单示例

服务端

import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)
BUFSIZE=1024
udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

udp_server_client.bind(ip_port)

while True:
    msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)
    print(msg,addr)

    udp_server_client.sendto(msg.upper(),addr)

客户端

import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)
BUFSIZE=1024
udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    if not msg:continue

    udp_server_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)

    back_msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)
    print(back_msg.decode('utf-8'),addr)

输出

# 客户端
>>: 123
123 ('127.0.0.1', 9000)
>>: 3
3 ('127.0.0.1', 9000)
>>: 4
4 ('127.0.0.1', 9000)

# 服务端
b'123' ('127.0.0.1', 53066)
b'3' ('127.0.0.1', 53066)
b'4' ('127.0.0.1', 53066)

模拟QQ聊天(是因为udp无连接,所以可以而且八个客户端去跟服务端通讯)

home88一必发 101home88一必发 102

import socket
ip_port=('127.0.0.1',8081)
udp_server_sock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) #买手机
udp_server_sock.bind(ip_port)

while True:
    qq_msg,addr=udp_server_sock.recvfrom(1024)
    print('来自[%s:%s]的一条消息:\033[1;44m%s\033[0m' %(addr[0],addr[1],qq_msg.decode('utf-8')))
    back_msg=input('回复消息: ').strip()

    udp_server_sock.sendto(back_msg.encode('utf-8'),addr)

udp服务端

home88一必发 103home88一必发 104

import socket
BUFSIZE=1024
udp_client_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

qq_name_dic={
    'TOM':('127.0.0.1',8081),
    'JACK':('127.0.0.1',8081),
    '一棵树':('127.0.0.1',8081),
    '武大郎':('127.0.0.1',8081),
}


while True:
    qq_name=input('请选择聊天对象: ').strip()
    while True:
        msg=input('请输入消息,回车发送: ').strip()
        if msg == 'quit':break
        if not msg or not qq_name or qq_name not in qq_name_dic:continue
        udp_client_socket.sendto(msg.encode('utf-8'),qq_name_dic[qq_name])

        back_msg,addr=udp_client_socket.recvfrom(BUFSIZE)
        print('来自[%s:%s]的一条消息:\033[1;44m%s\033[0m' %(addr[0],addr[1],back_msg.decode('utf-8')))

udp_client_socket.close()

udp客户端1

home88一必发 105home88一必发 106

import socket
BUFSIZE=1024
udp_client_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

qq_name_dic={
    'TOM':('127.0.0.1',8081),
    'JACK':('127.0.0.1',8081),
    '一棵树':('127.0.0.1',8081),
    '武大郎':('127.0.0.1',8081),
}


while True:
    qq_name=input('请选择聊天对象: ').strip()
    while True:
        msg=input('请输入消息,回车发送: ').strip()
        if msg == 'quit':break
        if not msg or not qq_name or qq_name not in qq_name_dic:continue
        udp_client_socket.sendto(msg.encode('utf-8'),qq_name_dic[qq_name])

        back_msg,addr=udp_client_socket.recvfrom(BUFSIZE)
        print('来自[%s:%s]的一条消息:\033[1;44m%s\033[0m' %(addr[0],addr[1],back_msg.decode('utf-8')))

udp_client_socket.close()

udp客户端2

输出:

# 服务端
来自[127.0.0.1:57038]的一条消息:喝酒去?
回复消息: 什么酒?女儿红有嘛?
来自[127.0.0.1:57039]的一条消息:唱歌去?
回复消息: 走,唱山歌!

# 客户端1
请选择聊天对象: TOM
请输入消息,回车发送: 唱歌去?
来自[127.0.0.1:8081]的一条消息:走,唱山歌!
请输入消息,回车发送: 

#客户端2
请选择聊天对象: JACK
请输入消息,回车发送: 喝酒去?
来自[127.0.0.1:8081]的一条消息:什么酒?女儿红有嘛?
请输入消息,回车发送: 

 

 udp 协议套接字

客户端套接字函数(2秒钟)

  • s.connect() 主动开首化TCP服务器连接
  • s.connect_ex()
    connect()函数的扩展版本,出错时再次来到出错码,而不是抛出拾叁分

九. recv与recvfrom的区别

注:
发音信,都以将数据发送到己端的发送缓冲中,收新闻都是从己端的缓冲区中收。

  • tcp:send发消息,recv收消息
  • udp:sendto发消息,recvfrom收消息

tcp基于链接通讯

  • 依据链接,则需求listen(backlog),指定连接池的深浅
  • 根据链接,必须先运维的服务端,然后客户端发起链接请求
  • 对此mac系统:假设一端断开了链接,这此外一端的链接也随之完蛋recv将不会阻塞,收到的是空(解决方法是:服务端在收音信后增进if判断,空音讯就break掉通讯循环)
  • 对此windows/linux系统:倘使一端断开了链接,那别的一端的链接也随即完蛋recv将不会堵塞,收到的是空(消除措施是:服务端通信循环内加十三分处理,捕捉到格外后就break掉通信循环)

集体用途的套接字函数(3-4分钟)

  • s.recv() 接收数据
  • s.send()
    发送数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完,可后边通过实例解释)
  • s.sendall()
    发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢掉,循环调用send直到发完)
  • s.recvfrom() Receive data from the socket. The return value is a
    pair (bytes, address)
  • s.getpeername() 连接到当前套接字的远端的地点
  • s.close() 关闭套接字
  • socket.setblocking(flag) #True or
    False,设置socket为非阻塞格局,以往讲io异步时会用
  • socket.getaddrinfo(host, port, family=0, type=0, proto=0, flags=0)
    重返远程主机的地点消息,例子 socket.getaddrinfo(‘luffycity.com’,80)
  • socket.getfqdn() 拿到本机的主机名
  • socket.gethostbyname() 通过域名解析ip地址

 9.1 send与sendinto

tcp是根据数据流的,而udp是根据数据报的:

  • send(bytes_data):发送数据流,数据流bytes_data若为空,自身那段的缓冲区也为空,操作系统不会决定tcp协议发空包
  • sendinto(bytes_data,ip_port):发送数据报,bytes_data为空,还有ip_port,全体尽管是发送空的bytes_data,数据报其实也不是空的,自身那端的缓冲区收到内容,操作系统就会决定udp协议发包。

udp无链接

udp 不需要经过3次握手和4次挥手,不需要提前建立连接,直接发数据就行。
  • 无链接,由此无需listen(backlog),越发没有何连接池之说了
  • 无链接,udp的sendinto不用管是还是不是有1个正值运营的服务端,可以己端1个劲的发音信,只可是数据丢失
  • recvfrom收的数量低于sendinto发送的数目时,在mac和linux系统上数据间接丢掉,在windows系统上发送的比收受的大一贯报错
  • 唯有sendinto发送数据没有recvfrom收多少,数据丢失
  • 1个sendto对应一个recvfrom,不会生出粘包难题

     
 udp协议固然不会发出粘包,但
udp协议不安全,tcp协议会在发多少前发个消息,在接收端回复确认同以接收数据后,才会发送数据,发送数据
       
 后还要等待接收端回复已吸纳后才会继续发送,由此tcp协议是政通人和安全的。

client.py 

home88一必发 107home88一必发 108

 1 import socket
 2 # 建立套接字对象
 3 client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
 4 #client.connect(('127.0.0.0',8080)) #udp没有链接
 5 
 6 
 7 while True:
 8     msg = input('>>:').strip()
 9     client.sendto(msg.encode('utf-8'),('127.0.0.1',8080)) #udp没有链接,发送信息必须指定ip和端口
10 
11     data,server_addr = client.recvfrom(1024)
12     print(data,server_addr)
13 
14 client.close()

udp套接字 client

>>:hah
b'HAH' ('127.0.0.1', 8080)
>>:yy
b'YY' ('127.0.0.1', 8080)
>>:

service.py

home88一必发 109home88一必发 110

 1 import socket
 2 # 建立套接字对象
 3 server = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
 4 server.bind(('127.0.0.1',8080))
 5 
 6 #server.listen() #监听最大链接数,udp没有链接
 7 #server.accept() #建立链接,udp无链接
 8 
 9 while True:
10     data,client = server.recvfrom(1024)
11     print(data,client) #返回数据和数据发送端的ip和端口
12     server.sendto(data.upper(),client) #udp没有链接,发送信息必须指定ip和端口
13 
14 server.close()

udp套接字 server

b'hah' ('127.0.0.1', 59001)
b'yy' ('127.0.0.1', 59001)

  

 

 

 

tcp套接字

1.简单套接字
客户端和服务端:两个主要功能,1、建立链接 2、数据通讯
服务端程序会产生两个套接字socket,一个用于三次握手建立链接,另一个用于收发消息数据通讯;
客户端产生一个套接字socket,既可以用于建立链接后,再用于收发消息数据通讯。

client.py 

home88一必发 111

 1 import socket
 2 
 3 #1.买手机
 4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 5 print(phone)
 6 
 7 #2.拨号
 8 phone.connect(('127.0.0.1',8080)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
 9 
10 #3.发收消息
11 phone.send('hello'.encode('utf-8'))
12 data = phone.recv(1024)
13 print(data)
14 
15 #4.关闭
16 phone.close()

View Code

 service.py

home88一必发 112

 1 import socket
 2 
 3 #1.买手机
 4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 5 print(phone)
 6 
 7 #2.绑定手机卡
 8 phone.bind(('127.0.0.1',8081)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
 9 
10 #3.开机
11 phone.listen(5) # 参数表示最大监听数
12 
13 #4.等电话链接
14 print('starting...')
15 conn,client = phone.accept() #返回一个新的套接字conn用于通讯,client为发起通讯链接的客户端的ip和端口号
16 print(conn,client)
17 # print('===>')
18 
19 #5.收,发消息
20 data = conn.recv(1024) # 单位:bytes,  1024代表最大接收1024个bytes
21 print('客户端的数据',data)
22 conn.send(data.upper())
23 
24 #6.挂电话
25 conn.close()
26 
27 #7.关机
28 phone.close()

View Code

9.2 recv与recvfrom

tcp协议

(1)若是收音信缓冲区里的数额为空,那么recv就会卡住(阻塞很粗略,就是直接在等着收)

(2)只可是tcp协议的客户端send2个空数据就是真的空数据,客户端就是有无穷个send空,也跟没有二个样。

(3)tcp基于链接通讯

  • 基于链接,则须要listen(backlog),指定半连接池的分寸
  • 基于链接,必须先运转的服务端,然后客户端发起链接请求
  • 对此mac系统:假设一端断开了链接,那此外一端的链接也随后完蛋recv将不会堵塞,收到的是空(消除格局是:服务端在收消息后拉长if判断,空音信就break掉通信循环)
  • 对此windows/linux系统:如若一端断开了链接,这其它一端的链接也随后完蛋recv将不会卡住,收到的是空(化解办法是:服务端通讯循环内加拾叁分处理,捕捉到卓殊后就break掉通信循环)

客户端发送为空,测试结果—>验证:(1)

客户端直接终止程序,测试结果—>验证:(2)

home88一必发 113home88一必发 114

import subprocess
from socket import *

phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
phone.bind(('127.0.0.1',8080))
phone.listen(5)

conn,addr=phone.accept()

while True:
    data=conn.recv(1024)
    print('from client msg is ',data)
    conn.send(data.upper())

服务端

home88一必发 115home88一必发 116

import subprocess
from socket import *

phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
phone.connect(('127.0.0.1',8080))


while True:
    msg=input('>>: ')
    phone.send(msg.encode('utf-8'))
    print('Client message has been sent')

    data=phone.recv(1024)
    print('from server msg is ',data.decode('utf-8'))
phone.close()

客户端

udp协议

(1)倘若假使收消息缓冲区里的数码为“空”,recvfrom也会卡住

(2)只可是udp协议的客户端sendinto一个空数据并不是真的空数据(包括:空数据+地址音讯,得到的报照旧不会为空),所以客户端只要有贰个sendinto(不管是或不是发送空数据,都不是真的空数据),服务端就足以recvfrom到多少。

(3)udp无链接

  • 无链接,因此无需listen(backlog),尤其没有何连接池之说了
  • 无链接,udp的sendinto不用管是不是有五个正在运作的服务端,可以己端贰个劲的发音信,只但是数据丢失
  • recvfrom收的数量低于sendinto发送的数量时,在mac和linux系统上多少直接丢掉,在windows系统上发送的比收受的大一向报错
  • 唯有sendinto发送数据没有recvfrom收多少,数据丢失 

客户端发送空,看服务端结果—>验证(1)

home88一必发 117home88一必发 118

from socket import *

ip_port=('127.0.0.1',9003)
bufsize=1024

udp_server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
udp_server.bind(ip_port)

while True:
    data1,addr=udp_server.recvfrom(bufsize)
    print(data1)

服务端

home88一必发 119home88一必发 120

from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',9003)
bufsize=1024

udp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)

while True:
    msg=input('>>: ')
    udp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port) #发送空,发现服务端可以接收空

客户端

分别运行服务端,客户端—>验证(2)

home88一必发 121home88一必发 122

from socket import *

ip_port=('127.0.0.1',9003)
bufsize=1024

udp_server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
udp_server.bind(ip_port)

data1,addr=udp_server.recvfrom(1)
print('第一次收了 ',data1)
data2,addr=udp_server.recvfrom(1)
print('第二次收了 ',data2)
data3,addr=udp_server.recvfrom(1)
print('第三次收了 ',data3)
print('--------结束----------')

服务端

home88一必发 123home88一必发 124

from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',9003)
bufsize=1024

udp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)

udp_client.sendto(b'hello',ip_port)
udp_client.sendto(b'world',ip_port)
udp_client.sendto(b'egon',ip_port)

客户端

不运营服务端,单独运转客户端,一点标题绝非,不过新闻丢了—>验证(3)

home88一必发 125home88一必发 126

from socket import *

ip_port=('127.0.0.1',9003)
bufsize=1024

udp_server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
udp_server.bind(ip_port)

data1,addr=udp_server.recvfrom(bufsize)
print('第一次收了 ',data1)
data2,addr=udp_server.recvfrom(bufsize)
print('第二次收了 ',data2)
data3,addr=udp_server.recvfrom(bufsize)
print('第三次收了 ',data3)
print('--------结束----------')

服务端

home88一必发 127home88一必发 128

from socket import *
import time
ip_port=('127.0.0.1',9003)
bufsize=1024

udp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)

udp_client.sendto(b'hello',ip_port)
udp_client.sendto(b'world',ip_port)
udp_client.sendto(b'egon',ip_port)

print('客户端发完消息啦')
time.sleep(100)

客户端

注:

1.你独自运行方面的udp的客户端,你意识并不会报错,相反tcp却会报错,因为udp协议只担负把包发出去,对方收不收,小编一向不管,而tcp是基于链接的,必须有三个服务端先运转着,客户端去跟服务端建立链接然后依托于链接才能传递信息,任何一方试图把链接摧毁都会造成对方程序的垮台。

2.地点的udp程序,你注释任何一条客户端的sendinto,服务端都会堵塞,为何?因为服务端有多少个recvfrom就要对应几个sendinto,哪怕是sendinto(b”)那也要有。

 

 2.增加循环套接字

client.py 

home88一必发 129

 1 import socket
 2 
 3 #1.买手机
 4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 5 
 6 print(phone)
 7 
 8 #2.拨号
 9 phone.connect(('127.0.0.1',8080)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
10 
11 while True:
12     msg = input('>>:').strip()
13     if not msg:continue
14     phone.send(msg.encode('utf-8'))  #phone.send(b'')
15     print('has send') #判断能否发空
16     data = phone.recv(1024)
17     print(data.decode('utf-8'))
18 
19 #4.关闭
20 phone.close()

View Code

service.py

home88一必发 130

 1 import socket
 2 
 3 
 4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 5 phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
 6 print(phone)
 7 phone.bind(('127.0.0.1',8080)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
 8 phone.listen(5) #最大链接挂起数
 9 
10 print('starting...')
11 conn,client = phone.accept() #监听
12 # print('===>')
13 
14 #监听到到后,进行通讯循环
15 # while True:
16 #     data = conn.recv(1024) # 单位:bytes,  1024代表最大接收1024个bytes
17 #     #conn tcp协议三次握手的成果,双向链接
18 #     if not data:break #适用与linux操作,当client单方面终止链接时,service端会出现死循环
19 #     print('客户端的数据',data)
20 #     conn.send(data.upper())
21 
22 while True:
23     try:
24         data = conn.recv(1024) # 单位:bytes,  1024代表最大接收1024个bytes
25         #conn tcp协议三次握手的成果,双向链接
26 
27         print('客户端的数据',data)
28         conn.send(data.upper())
29     except ConnectionResetError:
30 
31         break
32 
33 conn.close()
34 phone.close()

View Code

有时重启服务端时会遇到报错:

十. 粘包现象

依据tcp先制作贰个长距离执行命令的主次(1:执行错误命令 2:执行ls
3:执行ifconfig)

home88一必发 131home88一必发 132

from socket import *
import subprocess

ip_port=('127.0.0.1',8080)
BUFSIZE=1024

tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
tcp_socket_server.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
tcp_socket_server.bind(ip_port)
tcp_socket_server.listen(5)

while True:
    conn,addr=tcp_socket_server.accept()
    print('客户端',addr)

    while True:
        cmd=conn.recv(BUFSIZE)
        if len(cmd) == 0:break

        res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,
                         stdout=subprocess.PIPE,
                         stdin=subprocess.PIPE,
                         stderr=subprocess.PIPE)

        stderr=res.stderr.read()
        stdout=res.stdout.read()
        conn.send(stderr)
        conn.send(stdout)

服务端

home88一必发 133home88一必发 134

import socket
BUFSIZE=1024
ip_port=('127.0.0.1',8080)

s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
res=s.connect_ex(ip_port)

while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    if len(msg) == 0:continue
    if msg == 'quit':break

    s.send(msg.encode('utf-8'))
    act_res=s.recv(BUFSIZE)

    print(act_res.decode('utf-8'),end='')

客户端

输出

home88一必发 135home88一必发 136

# 客户端
>>: ls
1.py
客户端.py
客户端1.py
客户端2.py
服务端.py
>>: ifconfig en0
en0: flags=8863<UP,BROADCAST,SMART,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500
    ether 78:4f:43:5b:a5:4c 
    inet6 fe80::d0:d821:dbf0:3d67%en0 prefixlen 64 secured scopeid 0x5 
    inet 192.168.31.165 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.31.255
    nd6 options=201<PERFORMNUD,DAD>
    media: autoselect
    status: active
>>: ifconfig
lo0: flags=8049<UP,LOOPBACK,RUNNING,MULTICAST> mtu 16384
    options=1203<RXCSUM,TXCSUM,TXSTATUS,SW_TIMESTAMP>
    inet 127.0.0.1 netmask 0xff000000 
    inet6 ::1 prefixlen 128 
    inet6 fe80::1%lo0 prefixlen 64 scopeid 0x1 
    nd6 options=201<PERFORMNUD,DAD>
gif0: flags=8010<POINTOPOINT,MULTICAST> mtu 1280
stf0: flags=0<> mtu 1280
en0: flags=8863<UP,BROADCAST,SMART,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500
    ether 78:4f:43:5b:a5:4c 
    inet6 fe80::d0:d821:dbf0:3d67%en0 prefixlen 64 secured scopeid 0x5 
    inet 192.168.31.165 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.31.255
    nd6 options=201<PERFORMNUD,DAD>
    media: autoselect
    status: active
en1: flags=963<UP,BROADCAST,SMART,RUNNING,PROMISC,SIMPLEX> mtu 1500
    options=60<TSO4,TSO6>
    ether e2:00:ec:98:eb:00 
    media: autoselect <full-duplex>
    status: inactive
en3: flags=963<UP,BROADCAST,SMART,RUNNING,PROMISC,SIMPLEX> mtu 1500
    options=60<TSO4,TSO6>
    ether e2:00:ec:98:eb:01 
    media: autoselect <full-duplex>
    status: inactive
en2: flags=963<UP,BROADCAST,SMART,RUNNING,PROMISC,SIMPLEX> mtu 1500>>: 
>>:

# 服务端
客户端 ('127.0.0.1', 58194)

输出

上述顺序是按照tcp的socket,在运营时会发生粘包现象

依照upd制作1个中距离执行命令的次第

home88一必发 137home88一必发 138

from socket import *
import subprocess

ip_port=('127.0.0.1',9003)
bufsize=1024

udp_server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
udp_server.bind(ip_port)

while True:
    #收消息
    cmd,addr=udp_server.recvfrom(bufsize)
    print('用户命令----->',cmd)

    #逻辑处理
    res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,stderr=subprocess.PIPE,stdin=subprocess.PIPE,stdout=subprocess.PIPE)
    stderr=res.stderr.read()
    stdout=res.stdout.read()

    #发消息
    udp_server.sendto(stderr,addr)
    udp_server.sendto(stdout,addr)
udp_server.close()

服务端

home88一必发 139home88一必发 140

from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',9003)
bufsize=1024

udp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)


while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    udp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)

    data,addr=udp_client.recvfrom(bufsize)
    print(data.decode('utf-8'),end='')

客户端

上述顺序是基于udp的socket,在运转时永远不会发出粘包现象

注:

res=subprocess.Popen(cmd.decode(‘utf-8’),
shell=True,
stderr=subprocess.PIPE,
stdout=subprocess.PIPE)

stderr和stdout结果的编码是以近日所在的种类为准的,如果是windows,那么res.stdout.read()读出的就是GBK编码的,在接收端要求用GBK解码且只好从管道里读五回结果

 

 

由于重启时系统还没赶趟回收端口,因而会提示端口已被挤占。

其一是出于您的服务端仍旧存在两次挥手的time_wait状态在挤占地址(借使不懂,请深远钻研1.tcp一遍握手,两遍挥手
2.syn洪流攻击 3.服务器高并发意况下会有雅量的time_wait状态的优化措施)

缓解方法:加入一条socket配置,重用ip和端口。

phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它,在bind ip和端口
前加。

或者:

实验之前要全部关闭掉所用占用端口的程序,用以下指令
linux:pkill -9 python
windows:taskkill python

 

十一.  粘包

3.拉长 链接循环

事先代码运维可见,client端关闭后,service端也会关闭,但此刻我们想client端关闭后,service端应该能在收取新的client端的链接请求,因而,在建

立链接的一部分投入循环。

client.py 

home88一必发 141

 1 import socket
 2 
 3 #1.买手机
 4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 5 
 6 print(phone)
 7 
 8 #2.拨号
 9 phone.connect(('127.0.0.1',8080)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
10 
11 while True:
12     msg = input('>>:').strip()
13     if not msg:continue
14     phone.send(msg.encode('utf-8'))  #phone.send(b'')
15     print('has send') #判断能否发空
16     data = phone.recv(1024)
17     print(data.decode('utf-8'))
18 
19 #4.关闭
20 phone.close()

View Code

service.py

home88一必发 142

 1 import socket
 2 
 3 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 4 phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
 5 print(phone)
 6 phone.bind(('127.0.0.1',8080)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
 7 phone.listen(5) #最大链接挂起数
 8 
 9 print('starting...')
10 
11 while True:
12     '''
13     用于监听多次client端的链接,但一次链接发起结束后,
14     可继续监听下一次client端的连接
15     '''
16     conn,client = phone.accept()
17     print(client)
18     while True:
19         try:
20             data = conn.recv(1024) # 单位:bytes,  1024代表最大接收1024个bytes
21             #conn tcp协议三次握手的成果,双向链接
22             if not data: break
23             print('客户端的数据',data)
24             conn.send(data.upper())
25         except ConnectionResetError:
26             break
27     conn.close()

View Code

1. 什么是粘包

粘包: 发送方发送多个字符串”hello”+”world”,接收方却一次性收到到了”helloworld”。

注:
只有TCP有粘包现象,UDP永远不会粘包

补充:

拆包:发送方发送字符串”helloworld”,接收方却接受到了多个字符串”hello”和”world”。

socket收发音讯的法则,如下图所示:

home88一必发 143

出殡端可以是一K一K地发送数据,而接收端的应用程序可以两K两K地提走数据,当然也有只怕一回提走3K或6K数据,或许四回只提走多少个字节的多少,相当于说,应用程序所见到的多寡是一个总体,或视为一个流(stream),一条音讯有多少字节对应用程序是不可知的,因而TCP协议是面向流的商议,那也是便于并发粘包难点的原由。而UDP是面向新闻的合计,各种UDP段都以一条消息,应用程序必须以音信为单位领取数额,无法一遍提取任意字节的数据,那或多或少和TCP是很不相同的。怎么样定义音讯啊?可以认为对方一遍性write/send的数码为1个信息,须求领悟的是当对方send一条消息的时候,无论底层怎样分段分片,TCP协议层会把构成整条新闻的数据段排序达成后才呈现在基本缓冲区。

譬如说基于tcp的套接字客户端往服务端上传文件,发送时文件内容是依据一段一段的字节流发送的,在接收方看来,根本不清楚该文件的字节流从何方先导,在何方截至。

 粘包难题:
主要依旧因为接收方不驾驭新闻之间的界限,不精晓三遍性领取多少字节的多寡所导致的。

除此以外,发送方引起的粘包是由TCP协议本人造成的,TCP为狠抓传输功能,发送方往往要采访到丰硕多的数据后才发送多个TCP段。若总是一回索要send的数目都很少,经常TCP会依据优化算法把这几个数量合成2个TCP段后一遍发送出去,那样接收方就接收了粘包数据。

  1. TCP(transport control
    protocol,传输控制协议)是面向连接的,面向流的,提供高可相信性服务。收发两端(客户端和服务器端)都要有各样成对的socket,因此,发送端为了将多个发往接收端的包,更有效的发到对方,使用了优化措施(Nagle算法),将反复间隔较小且数据量小的数量,合并成贰个大的数据块,然后开展封包。那样,接收端,就难办分辨出来了,必须提供正确的拆包机制。
    即面向流的通讯是无信息爱戴边界的。
  2. UDP(user datagram
    protocol,用户数据报协议)是无连接的,面向音信的,提供高作用服务。不会使用块的合并优化算法,,
    由于UDP援救的是一对多的方式,所以接收端的skbuff(套接字缓冲区)选取了链式结构来记录每1个到达的UDP包,在种种UDP包中就有了音讯头(音讯来源地址,端口等信息),那样,对于接收端来说,就便于开展区分处理了。 即面向音讯的通讯是有音信珍贵边界的。
  3. tcp是基于数据流的,于是收发的音讯不可以为空,这就必要在客户端和服务端都添加空音讯的处理体制,幸免程序卡住,而udp是根据数据报的,尽管是您输入的是空内容(间接回车),那也不是空音信,udp协议会帮你封装上新闻头。

udp的recvfrom是阻塞的,贰个recvfrom(x)必须对2个贰个sendinto(y),收完了x个字节的数目就是成功,如若y>x数据就不见,那代表udp根本不会粘包,可是会丢数据,不可信赖。

tcp的合计数据不会丢,没有收完包,下次收下,会继续上次一连吸纳,己端总是在收受ack时才会去掉缓冲区内容。数据是不费吹灰之力的,可是会粘包。

三种景况下会发出粘包现象:

1.
殡葬端需求等缓冲区满才发送出去,造成粘包(发送数据时间间隔十分短,数据量很小,会师到一同,发生粘包)

home88一必发 144home88一必发 145

from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',8085)

tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
tcp_socket_server.bind(ip_port)
tcp_socket_server.listen(5)


conn,addr=tcp_socket_server.accept()


data1=conn.recv(10)
data2=conn.recv(10)

print('----->',data1.decode('utf-8'))
print('----->',data2.decode('utf-8'))

conn.close()

服务端

服务端

home88一必发 146home88一必发 147

import socket
BUFSIZE=1024
ip_port=('127.0.0.1',8085)

s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
res=s.connect_ex(ip_port)


s.send('hello'.encode('utf-8'))
s.send('feng'.encode('utf-8'))

客户端

输出

# 服务端
-----> hellofeng    #出现粘包现象
-----> 

2.
接收方不及时接收缓冲区的包,造成五个包接收(客户端发送了一段数据,服务端只收了一小部分,服务端下次再收的时候如故从缓冲区拿上次遗留的数码,发生粘包)

home88一必发 148home88一必发 149

from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',8089)

tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
tcp_socket_server.bind(ip_port)
tcp_socket_server.listen(5)


conn,addr=tcp_socket_server.accept()


data1=conn.recv(2) #一次没有收完整
data2=conn.recv(10)#下次收的时候,会先取旧的数据,然后取新的

print('----->',data1.decode('utf-8'))
print('----->',data2.decode('utf-8'))

conn.close()

服务端

home88一必发 150客户端

输出

# 服务端
-----> he
-----> llo feng

拆包的暴发事态

home88一必发,当发送端缓冲区的尺寸领先网卡的MTU时,tcp会将本次发送的数码拆成多少个数据包发送出去。

补充:

1. 怎么tcp是毫不费力传输,udp是不可信传输

基于tcp的数码传输参考:http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5937962.html

tcp在数据传输时,发送端先把数据发送到自身的缓存中,然后协议决定将缓存中的数据发往对端,对端再次回到一个ack=1,发送端则清理缓存中的数据,对端重返ack=0,则再次发送数据,所以tcp是牢靠的。

而udp发送数据,对端是不会重回确认新闻的,由此不可信。

2. send(字节流)和recv(1024)及sendall

recv里指定的1024意思是从缓存里一回拿出10二十几个字节的多寡

send的字节流是先放入己端缓存,然后由协和决定将缓存内容发往对端,假如待发送的字节流大小大于缓存剩余空间,那么数量丢失,用sendall就会循环调用send,数据不会丢掉

 

 4.仿照ssh远程执行命令

client.py 

home88一必发 151

 1 import socket,subprocess
 2 
 3 
 4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 5 phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
 6 print(phone)
 7 phone.bind(('127.0.0.1',9900)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
 8 phone.listen(5) #最大链接挂起数
 9 
10 print('starting...')
11 while True:
12     conn,client = phone.accept() #监听
13 
14     while True: #通讯循环
15         try:
16             #1、收命令
17             cmd = conn.recv(1024) # 单位:bytes,  1024代表最大接收1024个bytes
18             #conn tcp协议三次握手的成果,双向链接
19             if not cmd: break
20             #2、执行命令、拿到结果,命令的结果存入stdout=subprocess.PIPE管道,而不是直接输出到终端
21             obj = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,
22                                    # 指令由client端发送过来是以utf-8解码为bytes发送过来的,因此处应该以utf-8来编码,
23                                    # 因此此处的命令编码应该与client端的一致
24                                    stdout=subprocess.PIPE,
25                                    stderr=subprocess.PIPE)
26             print(obj)
27             stdout = obj.stdout.read()
28             stderr =  obj.stderr.read() #s收发都是bytes格式
29 
30             #3、把命令的结果返回给客户端
31             conn.send(stdout+stderr) #申请一块新的内存空间存放stdout+stderr,会占内存,效率会低
32         except ConnectionResetError:
33             break
34     conn.close()
35 
36 phone.close()

View Code

service.py

home88一必发 152

 1 import socket
 2 
 3 #1.买手机
 4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 5 
 6 print(phone)
 7 
 8 #2.拨号
 9 phone.connect(('127.0.0.1',9900)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
10 
11 while True:
12     msg = input('>>:').strip()
13     if not msg:continue
14     phone.send(msg.encode('utf-8'))
15     # 注意:信息由utf-8解码为bytes格式发送到service端,因此service端也必须把bytes格式以utf-8来编码,
16 
17     data = phone.recv(1024)  #返回值可能超过1024bytes,
18     print(data.decode('gbk'))
19     # windows上,res.stdout.read()读出的就是GBK编码,因此此处也用GBK编码,linux上默认是utf-8
20 
21 #4.关闭
22 phone.close()

View Code

那里注意多个小题目:

  1.service端的命令的编码应该与client端的解码格局对应,client端以utf-8解码指令为bytes,则service端必须以utf-8来编码;

  2.service端的把命令结果发送给client端,client则必要将下令结果进行编码,若serice端在windows上,则以GBK进行编码,若在linux上则以utf-8进行编码。

十二. 低等的消除粘包处理办法

难题的根源在于,接收端不知情发送端将要传送的字节流的长度,所以化解粘包的法子就是围绕,怎样让发送端在发送数据前,把团结即将发送的字节流总大小让接收端知晓,然后接收端来1个死循环接收完全体数据。

初级方式的拍卖措施:

home88一必发 153home88一必发 154

import socket,subprocess
ip_port=('127.0.0.1',8080)
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

s.bind(ip_port)
s.listen(5)

while True:
    conn,addr=s.accept()
    print('客户端',addr)
    while True:
        msg=conn.recv(1024)
        if not msg:break
        res=subprocess.Popen(msg.decode('utf-8'),shell=True,\
                            stdin=subprocess.PIPE,\
                         stderr=subprocess.PIPE,\
                         stdout=subprocess.PIPE)
        err=res.stderr.read()
        if err:
            ret=err
        else:
            ret=res.stdout.read()
        data_length=len(ret)
        conn.send(str(data_length).encode('utf-8'))
        data=conn.recv(1024).decode('utf-8')
        if data == 'recv_ready':
            conn.sendall(ret)
    conn.close()

服务端

home88一必发 155home88一必发 156

import socket,time
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
res=s.connect_ex(('127.0.0.1',8080))

while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    if len(msg) == 0:continue
    if msg == 'quit':break

    s.send(msg.encode('utf-8'))
    length=int(s.recv(1024).decode('utf-8'))
    s.send('recv_ready'.encode('utf-8'))
    send_size=0
    recv_size=0
    data=b''
    while recv_size < length:
        data+=s.recv(1024)
        recv_size+=len(data)

    print(data.decode('utf-8'))

客户端

原因:

先后的运营速度远快于互连网传输速度,所以在殡葬一段字节前,先用send去发送该字节流长度,那种方法会加大网络延迟带来的习性损耗。

 

5.粘包现象分析

须知:唯有TCP有粘包现象,UDP永远不会粘包

home88一必发 157

 

所谓粘包难点主要依旧因为接收方不清楚消息之间的界限,不明了一回性领取多少字节的数码所导致的。

udp的recvfrom是阻塞的,一个recvfrom(x)必须对唯一一个sendinto(y),收完了x个字节的数码就是完事,要是y>x数据就不见,那表示udp根本不会粘包,可是会丢数据,不可信。

tcp的说道数据不会丢,没有收完包,下次接到,会继续上次继续接收,己端总是在收取ack时才会去掉缓冲区内容。数据是保障的,然则会粘包。

二种状态下会时有发生粘包:

出殡端要求等缓冲区满才发送出去,造成粘包(发送数据时间距离相当短,数据段很小,相会到一道,暴发粘包)。TCP使用了优化措施(Nagle算法),将反复距离较小且数据量小的数量,合并成贰个大的数据块,然后举行封包。

client.py

home88一必发 158

1 import socket
2 
3 client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
4 client.connect(('127.0.0.1',9903))
5 
6 #TCP使用了优化方法(Nagle算法),将多次间隔较小且数据量小的数据,
7 # 合并成一个大的数据块,然后进行封包。从而在发送端造成粘包。
8 client.send('hello'.encode('utf-8'))
9 client.send('world'.encode('utf-8'))

View Code

service.py

home88一必发 159

 1 import socket
 2 
 3 service = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 4 service.bind(('127.0.0.1',9903))
 5 service.listen(5)
 6 
 7 conn,addr = service.accept()
 8 
 9 res1 = conn.recv(1024)
10 print('第一次',res1.decode())
11 
12 res2 =  conn.recv(1024)
13 print('第二次',res2.decode())

View Code

 输出结果:

第一次 helloworld
第二次 

发送端由于TCP 优化算法造成粘包

 

接收方不马上接收缓冲区的包,造成两个包接收(客户端发送了一段数据,服务端只收了一小部分,服务端下次再收的时候照旧从缓冲区拿上次遗留的多少,暴发粘包) 

 

client.py

home88一必发 160

 1 #_*_coding:utf-8_*_
 2 __author__ = 'Linhaifeng'
 3 import socket
 4 BUFSIZE=1024
 5 ip_port=('127.0.0.1',8080)
 6 
 7 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 8 res=s.connect_ex(ip_port)
 9 
10 
11 s.send('hello feng'.encode('utf-8'))
12 
13 客户端

View Code

service.py

home88一必发 161

 1 #_*_coding:utf-8_*_
 2 __author__ = 'Linhaifeng'
 3 from socket import *
 4 ip_port=('127.0.0.1',8080)
 5 
 6 tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
 7 tcp_socket_server.bind(ip_port)
 8 tcp_socket_server.listen(5)
 9 
10 
11 conn,addr=tcp_socket_server.accept()
12 
13 
14 data1=conn.recv(2) #一次没有收完整
15 data2=conn.recv(10)#下次收的时候,会先取旧的数据,然后取新的
16 
17 print('----->',data1.decode('utf-8'))
18 print('----->',data2.decode('utf-8'))
19 
20 conn.close()
21 
22 服务端

View Code

出口结果

-----> he
-----> llo feng

接收端由于没能五回将发送端三遍发送的数额总体经受,导致粘包

 

拆包的发生事态

当发送端缓冲区的尺寸超越网卡的MTU时,tcp会将这一次发送的数额拆成多少个数据包发送出去。

补充难点一:为什么tcp是牢靠传输,udp是不行靠传输

tcp在多少传输时,发送端先把数量发送到本身的缓存中,然后协议决定将缓存中的数据发往对端,对端重回1个ack=1,发送端则清理缓存中的数据,对端重返ack=0,则另行发送数据,所以tcp是可看重的。

而udp发送数据,对端是不会重临确认新闻的,由此不可倚重。

填补难点二:send(字节流)和recv(1024)及sendall

recv里指定的1024意思是从缓存里一遍拿出1023个字节的数额

send的字节流是先放入己端缓存,然后由协和决定将缓存内容发往对端,假使待发送的字节流大小大于缓存剩余空间,那么数量丢失,用sendall就会循环调用send,数据不会丢掉。

send 和 recv:
1.不管是recv还是send都不是直接接收对方的数据,而是操作自己的操作系统内存-->不是一个send对应一个recv
2.recv阶段,耗时分析:
  wait data 耗时非常长
  copy data 耗时短
  send耗时分析:
  copy data

十三. 高级的消除粘包处理措施

 思路: 为字节流加上自定义固定长度报头,报头中涵盖字节流长度,然后五回send到对端,对端在收取时,先从缓存中取出定长的报头,然后再取真实数据。

struct模块 

该模块可以把3个品种,如数字,转成固定长度的bytes

>>> struct.pack(‘i’,1111111111111)

import json,struct
#假设通过客户端上传1T:1073741824000的文件a.txt

#为避免粘包,必须自定制报头
header={'file_size':1073741824000,'file_name':'/a/b/c/d/e/a.txt','md5':'8f6fbf8347faa4924a76856701edb0f3'} #1T数据,文件路径和md5值

#为了该报头能传送,需要序列化并且转为bytes
head_bytes=bytes(json.dumps(header),encoding='utf-8') #序列化并转成bytes,用于传输

#为了让客户端知道报头的长度,用struck将报头长度这个数字转成固定长度:4个字节
head_len_bytes=struct.pack('i',len(head_bytes)) #这4个字节里只包含了一个数字,该数字是报头的长度

#客户端开始发送
conn.send(head_len_bytes) #先发报头的长度,4个bytes
conn.send(head_bytes) #再发报头的字节格式
conn.sendall(文件内容) #然后发真实内容的字节格式

#服务端开始接收
head_len_bytes=s.recv(4) #先收报头4个bytes,得到报头长度的字节格式
x=struct.unpack('i',head_len_bytes)[0] #提取报头的长度

head_bytes=s.recv(x) #按照报头长度x,收取报头的bytes格式
header=json.loads(json.dumps(header)) #提取报头

#最后根据报头的内容提取真实的数据,比如
real_data_len=s.recv(header['file_size'])
s.recv(real_data_len)

home88一必发 162home88一必发 163

#_*_coding:utf-8_*_
#http://www.cnblogs.com/coser/archive/2011/12/17/2291160.html
import struct
import binascii
import ctypes

values1 = (1, 'abc'.encode('utf-8'), 2.7)
values2 = ('defg'.encode('utf-8'),101)
s1 = struct.Struct('I3sf')
s2 = struct.Struct('4sI')

print(s1.size,s2.size)
prebuffer=ctypes.create_string_buffer(s1.size+s2.size)
print('Before : ',binascii.hexlify(prebuffer))
# t=binascii.hexlify('asdfaf'.encode('utf-8'))
# print(t)


s1.pack_into(prebuffer,0,*values1)
s2.pack_into(prebuffer,s1.size,*values2)

print('After pack',binascii.hexlify(prebuffer))
print(s1.unpack_from(prebuffer,0))
print(s2.unpack_from(prebuffer,s1.size))

s3=struct.Struct('ii')
s3.pack_into(prebuffer,0,123,123)
print('After pack',binascii.hexlify(prebuffer))
print(s3.unpack_from(prebuffer,0))

有关struct的详尽用法

home88一必发 164home88一必发 165

import socket,struct,json
import subprocess
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) #就是它,在bind前加

phone.bind(('127.0.0.1',8080))

phone.listen(5)

while True:
    conn,addr=phone.accept()
    while True:
        cmd=conn.recv(1024)
        if not cmd:break
        print('cmd: %s' %cmd)

        res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),
                             shell=True,
                             stdout=subprocess.PIPE,
                             stderr=subprocess.PIPE)
        err=res.stderr.read()
        print(err)
        if err:
            back_msg=err
        else:
            back_msg=res.stdout.read()


        conn.send(struct.pack('i',len(back_msg))) #先发back_msg的长度
        conn.sendall(back_msg) #在发真实的内容

    conn.close()

服务端(自定制报头)

home88一必发 166home88一必发 167

import socket,time,struct

s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
res=s.connect_ex(('127.0.0.1',8080))

while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    if len(msg) == 0:continue
    if msg == 'quit':break

    s.send(msg.encode('utf-8'))



    l=s.recv(4)
    x=struct.unpack('i',l)[0]
    print(type(x),x)
    # print(struct.unpack('I',l))
    r_s=0
    data=b''
    while r_s < x:
        r_d=s.recv(1024)
        data+=r_d
        r_s+=len(r_d)

    # print(data.decode('utf-8'))
    print(data.decode('gbk')) #windows默认gbk编码

客户端(自定制报头)

原理分析: 大家可以把报头做成字典,字典里富含将要发送的真实数据的详细新闻,然后json体系化,然后用struck将体系化后的数码长度打包成5个字节(陆个字节丰硕用了)

发送时:

先发报头长度

再编码报头内容然后发送

最终发真实内容

接收时:

先手报头长度,用struct取出来

按照取出的长短收取报头内容,然后解码,反连串化

从反系列化的结果中取出待取数据的详细新闻,然后去取真实的多寡内容

 示例1:

home88一必发 168服务端

home88一必发 169home88一必发 170

from socket import *
import struct,json

ip_port=('127.0.0.1',8080)
client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
client.connect(ip_port)

while True:
    cmd=input('>>: ')
    if not cmd:continue
    client.send(bytes(cmd,encoding='utf-8'))

    head=client.recv(4)
    head_json_len=struct.unpack('i',head)[0]
    head_json=json.loads(client.recv(head_json_len).decode('utf-8'))
    data_len=head_json['data_size']

    recv_size=0
    recv_data=b''
    while recv_size < data_len:
        recv_data+=client.recv(1024)
        recv_size+=len(recv_data)

    print(recv_data.decode('utf-8'))
    #print(recv_data.decode('gbk')) #windows默认gbk编码

客户端

示例2:

宪章FTP上传下载文件

home88一必发 171home88一必发 172

import socket
import struct
import json
import subprocess
import os

class MYTCPServer:
    address_family = socket.AF_INET

    socket_type = socket.SOCK_STREAM

    allow_reuse_address = False

    max_packet_size = 8192

    coding='utf-8'

    request_queue_size = 5

    server_dir='file_upload'

    def __init__(self, server_address, bind_and_activate=True):
        """Constructor.  May be extended, do not override."""
        self.server_address=server_address
        self.socket = socket.socket(self.address_family,
                                    self.socket_type)
        if bind_and_activate:
            try:
                self.server_bind()
                self.server_activate()
            except:
                self.server_close()
                raise

    def server_bind(self):
        """Called by constructor to bind the socket.
        """
        if self.allow_reuse_address:
            self.socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
        self.socket.bind(self.server_address)
        self.server_address = self.socket.getsockname()

    def server_activate(self):
        """Called by constructor to activate the server.
        """
        self.socket.listen(self.request_queue_size)

    def server_close(self):
        """Called to clean-up the server.
        """
        self.socket.close()

    def get_request(self):
        """Get the request and client address from the socket.
        """
        return self.socket.accept()

    def close_request(self, request):
        """Called to clean up an individual request."""
        request.close()

    def run(self):
        while True:
            self.conn,self.client_addr=self.get_request()
            print('from client ',self.client_addr)
            while True:
                try:
                    head_struct = self.conn.recv(4)
                    if not head_struct:break

                    head_len = struct.unpack('i', head_struct)[0]
                    head_json = self.conn.recv(head_len).decode(self.coding)
                    head_dic = json.loads(head_json)

                    print(head_dic)
                    #head_dic={'cmd':'put','filename':'a.txt','filesize':123123}
                    cmd=head_dic['cmd']
                    if hasattr(self,cmd):
                        func=getattr(self,cmd)
                        func(head_dic)
                except Exception:
                    break

    def put(self,args):
        file_path=os.path.normpath(os.path.join(
            self.server_dir,
            args['filename']
        ))

        filesize=args['filesize']
        recv_size=0
        print('----->',file_path)
        with open(file_path,'wb') as f:
            while recv_size < filesize:
                recv_data=self.conn.recv(self.max_packet_size)
                f.write(recv_data)
                recv_size+=len(recv_data)
                print('recvsize:%s filesize:%s' %(recv_size,filesize))


tcpserver1=MYTCPServer(('127.0.0.1',8080))

tcpserver1.run()






#下列代码与本题无关
class MYUDPServer:

    """UDP server class."""
    address_family = socket.AF_INET

    socket_type = socket.SOCK_DGRAM

    allow_reuse_address = False

    max_packet_size = 8192

    coding='utf-8'

    def get_request(self):
        data, client_addr = self.socket.recvfrom(self.max_packet_size)
        return (data, self.socket), client_addr

    def server_activate(self):
        # No need to call listen() for UDP.
        pass

    def shutdown_request(self, request):
        # No need to shutdown anything.
        self.close_request(request)

    def close_request(self, request):
        # No need to close anything.
        pass

服务端

服务端

home88一必发 173home88一必发 174

import socket
import struct
import json
import os


class MYTCPClient:
    address_family = socket.AF_INET

    socket_type = socket.SOCK_STREAM

    allow_reuse_address = False

    max_packet_size = 8192

    coding='utf-8'

    request_queue_size = 5

    def __init__(self, server_address, connect=True):
        self.server_address=server_address
        self.socket = socket.socket(self.address_family,
                                    self.socket_type)
        if connect:
            try:
                self.client_connect()
            except:
                self.client_close()
                raise

    def client_connect(self):
        self.socket.connect(self.server_address)

    def client_close(self):
        self.socket.close()

    def run(self):
        while True:
            inp=input(">>: ").strip()
            if not inp:continue
            l=inp.split()
            cmd=l[0]
            if hasattr(self,cmd):
                func=getattr(self,cmd)
                func(l)


    def put(self,args):
        cmd=args[0]
        filename=args[1]
        if not os.path.isfile(filename):
            print('file:%s is not exists' %filename)
            return
        else:
            filesize=os.path.getsize(filename)

        head_dic={'cmd':cmd,'filename':os.path.basename(filename),'filesize':filesize}
        print(head_dic)
        head_json=json.dumps(head_dic)
        head_json_bytes=bytes(head_json,encoding=self.coding)

        head_struct=struct.pack('i',len(head_json_bytes))
        self.socket.send(head_struct)
        self.socket.send(head_json_bytes)
        send_size=0
        with open(filename,'rb') as f:
            for line in f:
                self.socket.send(line)
                send_size+=len(line)
                print(send_size)
            else:
                print('upload successful')


client=MYTCPClient(('127.0.0.1',8080))

client.run()

客户端

 

5.粘包消除办法

粘包难点的缘故在于接收端不知道发送端将要传送的字节流的尺寸,所以消除粘包的点子就是环绕,怎么样让发送端在发送数据前,把团结即将发送的字节流总大小让接收端知晓,然后接收端来三个死循环接收完全数数据。

首先步:先得到数量的尺寸

其次步:接收真实的多少

 先来介绍下struct模块

该模块可以把三个种类,如数字,转成固定长度的bytes类型

home88一必发 175

 

但只顾类型如数字是有限制的,超出范围就会报错

>>> struct.pack(‘i’,1111111111111)

。。。。。。。。。

struct.error: ‘i’ format requires -2147483648 <=
number <= 2147483647  #以此是限量

home88一必发 176

1 import struct
2 
3 res = struct.pack('i', 1235)
4 print(res,type(res), len(res))
5 
6 obj = struct.unpack('i', res)
7 print(obj)

struct 用法

输出结果

b'\xd3\x04\x00\x00' <class 'bytes'> 4
(1235,)

在数量发送端将数据长度打包,发送给接收端,解包获取实际数据的长度。

 

 简单版本报头自制

client.py

home88一必发 177

 1 import socket, struct
 2 
 3 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 4 print(phone)
 5 
 6 phone.connect(('127.0.0.1',9900)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
 7 
 8 while True:
 9     #1、发命令
10     msg = input('>>:').strip()
11     if not msg:continue
12     phone.send(msg.encode('utf-8'))
13 
14     #2、拿到命令的结果,并打印
15 
16     #第一步:先收报头
17     header = phone.recv(4)
18     #第二步:从报头中解析出对真实数据的描述信息
19     total_size = struct.unpack('i',header)[0]
20 
21     #第三部:接收真实数据
22     recv_size = 0
23     recv_data = b''
24     while recv_size < total_size:
25         data = phone.recv(1024)
26         recv_data += data
27         recv_size += len(data)
28 
29     print(data.decode('gbk'))
30     # windows上,res.stdout.read()读出的就是GBK编码,因此此处也用GBK编码,linux上默认是utf-8
31 
32 phone.close()

自制报头

service.py

home88一必发 178

 1 import socket,subprocess,struct
 2 
 3 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 4 phone.bind(('127.0.0.1',9900)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
 5 phone.listen(5) #最大链接挂起数
 6 
 7 print('starting...')
 8 while True:
 9     conn,client = phone.accept() #监听
10 
11     while True: #通讯循环
12         try:
13             #1、收命令
14             cmd = conn.recv(1024) # 单位:bytes,  1024代表最大接收1024个bytes
15             #conn tcp协议三次握手的成果,双向链接
16             if not cmd: break
17             #2、执行命令、拿到结果,命令的结果存入stdout=subprocess.PIPE管道,而不是直接输出到终端
18             obj = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,
19                                    stdout=subprocess.PIPE,
20                                    stderr=subprocess.PIPE)
21             print(obj)
22             stdout = obj.stdout.read()
23             stderr = obj.stderr.read() #s收发都是bytes格式
24 
25             #3、把命令的结果返回给客户端
26             #第一步:制作固定长度的报头
27             total_size = len(stdout)+len(stderr)
28             header = struct.pack('i', total_size)
29 
30             #第二步:把报头(固定长度)发送给客户端
31             conn.send(header)
32 
33             #第三步:再发送真实数据
34             conn.send(stdout)
35             conn.send(stderr)
36 
37         except ConnectionResetError:
38             break
39     conn.close()
40 
41 phone.close()

自制报头

 

高阶报头自制

上述讲解了简短报头的自制,但有缺陷:

一 、报头存有的消息少。

② 、struct模块打包的int数字有限量,普通指令的结果长度即便不会超过这些限制,不过上传下载文件时就很有恐怕会当先此限制,因而上边介绍同样接纳struct模块来自制跟高端的报头。

以字典的款型创设报头,字典中可以存文件名、文件md5值、文件大小等,再将字典系列化,将种类化的字符串长度通过struct
pack,那样既可让报头存有丰富的新闻,又不会高于struct模块打包的int的数字范围。

client.py

home88一必发 179

 1 import socket, struct, json
 2 
 3 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 4 print(phone)
 5 
 6 phone.connect(('127.0.0.1',9900)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
 7 
 8 while True:
 9     #1、发命令
10     msg = input('>>:').strip()
11     if not msg:continue
12     phone.send(msg.encode('utf-8'))
13 
14     #2、拿到命令的结果,并打印
15 
16     #第一步:先收报头长度
17     obj = phone.recv(4)
18     header_size = struct.unpack('i',obj)[0]
19     # 第二步:再收报头
20     header = phone.recv(header_size)
21 
22     #第三步:从报头中解析出对真实数据的描述信息
23     header_dic = json.loads(header)
24     total_size = header_dic['total_size']
25 
26     #第三部:接收真实数据
27     recv_size = 0
28     recv_data = b''
29     while recv_size < total_size:
30         data = phone.recv(1024)
31         recv_data += data
32         recv_size += len(data)
33 
34     print(data.decode('gbk'))
35     # windows上,res.stdout.read()读出的就是GBK编码,因此此处也用GBK编码,linux上默认是utf-8
36 
37 phone.close()

高阶报头自制

service.py

home88一必发 180

 1 import socket, subprocess, struct, json
 2 
 3 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 4 phone.bind(('127.0.0.1',9900)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
 5 phone.listen(5) #最大链接挂起数
 6 
 7 print('starting...')
 8 while True:
 9     conn,client = phone.accept() #监听
10 
11     while True: #通讯循环
12         try:
13             #1、收命令
14             cmd = conn.recv(1024) # 单位:bytes,  1024代表最大接收1024个bytes
15             #conn tcp协议三次握手的成果,双向链接
16             if not cmd: break
17             #2、执行命令、拿到结果,命令的结果存入stdout=subprocess.PIPE管道,而不是直接输出到终端
18             obj = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,
19                                    stdout=subprocess.PIPE,
20                                    stderr=subprocess.PIPE)
21             print(obj)
22             stdout = obj.stdout.read()
23             stderr = obj.stderr.read() #s收发都是bytes格式
24 
25             #3、把命令的结果返回给客户端
26             #第一步:制作报头
27 
28             header_dic = {
29                 'filename':'a.txt',
30                 'md5':'xxfdxxx',
31                 'total_size': len(stdout)+len(stderr)
32             }
33             header_json = json.dumps(header_dic)
34             header_types = header_json.encode('utf-8')
35 
36             #第二步:把报头(固定长度)发送给客户端
37             conn.send(struct.pack('i',len(header_types)))
38 
39             #第三步:再发送报头、
40             conn.send(header_types)
41 
42             #第四步:再发送真实数据
43             conn.send(stdout)
44             conn.send(stderr)
45 
46         except ConnectionResetError:
47             break
48     conn.close()
49 
50 phone.close()

高阶报头自制

十四.  认证客户端的链接合法性

借使你想在分布式系统中落成贰个粗略的客户端链接验证效能,又不像SSL那么复杂,那么利用hmac+加盐的形式来落实。

home88一必发 181home88一必发 182

from socket import *
import hmac,os

secret_key=b'linhaifeng bang bang bang'
def conn_auth(conn):
    '''
    认证客户端链接
    :param conn:
    :return:
    '''
    print('开始验证新链接的合法性')
    msg=os.urandom(32)
    conn.sendall(msg)
    h=hmac.new(secret_key,msg)
    digest=h.digest()
    respone=conn.recv(len(digest))
    return hmac.compare_digest(respone,digest)

def data_handler(conn,bufsize=1024):
    if not conn_auth(conn):
        print('该链接不合法,关闭')
        conn.close()
        return
    print('链接合法,开始通信')
    while True:
        data=conn.recv(bufsize)
        if not data:break
        conn.sendall(data.upper())

def server_handler(ip_port,bufsize,backlog=5):
    '''
    只处理链接
    :param ip_port:
    :return:
    '''
    tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    tcp_socket_server.bind(ip_port)
    tcp_socket_server.listen(backlog)
    while True:
        conn,addr=tcp_socket_server.accept()
        print('新连接[%s:%s]' %(addr[0],addr[1]))
        data_handler(conn,bufsize)

if __name__ == '__main__':
    ip_port=('127.0.0.1',9999)
    bufsize=1024
    server_handler(ip_port,bufsize)

服务端

home88一必发 183home88一必发 184

from socket import *
import hmac,os

secret_key=b'linhaifeng bang bang bang'
def conn_auth(conn):
    '''
    验证客户端到服务器的链接
    :param conn:
    :return:
    '''
    msg=conn.recv(32)
    h=hmac.new(secret_key,msg)
    digest=h.digest()
    conn.sendall(digest)

def client_handler(ip_port,bufsize=1024):
    tcp_socket_client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    tcp_socket_client.connect(ip_port)

    conn_auth(tcp_socket_client)

    while True:
        data=input('>>: ').strip()
        if not data:continue
        if data == 'quit':break

        tcp_socket_client.sendall(data.encode('utf-8'))
        respone=tcp_socket_client.recv(bufsize)
        print(respone.decode('utf-8'))
    tcp_socket_client.close()

if __name__ == '__main__':
    ip_port=('127.0.0.1',9999)
    bufsize=1024
    client_handler(ip_port,bufsize)

客户端(合法)

home88一必发 185home88一必发 186

from socket import *

def client_handler(ip_port,bufsize=1024):
    tcp_socket_client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    tcp_socket_client.connect(ip_port)

    while True:
        data=input('>>: ').strip()
        if not data:continue
        if data == 'quit':break

        tcp_socket_client.sendall(data.encode('utf-8'))
        respone=tcp_socket_client.recv(bufsize)
        print(respone.decode('utf-8'))
    tcp_socket_client.close()

if __name__ == '__main__':
    ip_port=('127.0.0.1',9999)
    bufsize=1024
    client_handler(ip_port,bufsize)

客户端(不合法:不知道加密方法)

home88一必发 187home88一必发 188

from socket import *
import hmac,os

secret_key=b'linhaifeng bang bang bang1111'
def conn_auth(conn):
    '''
    验证客户端到服务器的链接
    :param conn:
    :return:
    '''
    msg=conn.recv(32)
    h=hmac.new(secret_key,msg)
    digest=h.digest()
    conn.sendall(digest)

def client_handler(ip_port,bufsize=1024):
    tcp_socket_client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    tcp_socket_client.connect(ip_port)

    conn_auth(tcp_socket_client)

    while True:
        data=input('>>: ').strip()
        if not data:continue
        if data == 'quit':break

        tcp_socket_client.sendall(data.encode('utf-8'))
        respone=tcp_socket_client.recv(bufsize)
        print(respone.decode('utf-8'))
    tcp_socket_client.close()

if __name__ == '__main__':
    ip_port=('127.0.0.1',9999)
    bufsize=1024
    client_handler(ip_port,bufsize)

客户端(非法:不知道secret_key)

 

 udp 协议套接字

十五. socketserver落成产出

待补充…

 

 

 

 

参考资料: 

 

tcp基于链接通讯

  • 基于链接,则须求listen(backlog),指定连接池的大大小小
  • 遵照链接,必须先运转的服务端,然后客户端发起链接请求
  • 对于mac系统:假设一端断开了链接,这此外一端的链接也随即完蛋recv将不会卡住,收到的是空(解决措施是:服务端在收新闻后增加if判断,空新闻就break掉通讯循环)
  • 对于windows/linux系统:假设一端断开了链接,那此外一端的链接也随之完蛋recv将不会卡住,收到的是空(消除方式是:服务端通讯循环内加特别处理,捕捉到分外后就break掉通信循环)

udp无链接

udp 不需要经过3次握手和4次挥手,不需要提前建立连接,直接发数据就行。
  • 无链接,因此无需listen(backlog),特别没有怎么连接池之说了
  • 无链接,udp的sendinto不用管是还是不是有1个正值运转的服务端,可以己端一个劲的发音信,只然则数据丢失
  • recvfrom收的数额低于sendinto发送的数额时,在mac和linux系统上数据直接丢掉,在windows系统上发送的比收受的大一向报错
  • 唯有sendinto发送数据没有recvfrom收多少,数据丢失
  • 贰个sendto对应一个recvfrom,不会发生粘包难题

       udp协议纵然不会暴发粘包,但
udp协议不安全,tcp协议会在发多少前发个新闻,在接收端回复确认可以接收数据后,才会发送数据,发送数据
       
 后还要拭目以俟接收端回复已吸纳后才会屡次三番发送,因而tcp协议是平稳安全的。

client.py 

home88一必发 189

 1 import socket
 2 # 建立套接字对象
 3 client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
 4 #client.connect(('127.0.0.0',8080)) #udp没有链接
 5 
 6 
 7 while True:
 8     msg = input('>>:').strip()
 9     client.sendto(msg.encode('utf-8'),('127.0.0.1',8080)) #udp没有链接,发送信息必须指定ip和端口
10 
11     data,server_addr = client.recvfrom(1024)
12     print(data,server_addr)
13 
14 client.close()

udp套接字 client

>>:hah
b'HAH' ('127.0.0.1', 8080)
>>:yy
b'YY' ('127.0.0.1', 8080)
>>:

service.py

home88一必发 190

 1 import socket
 2 # 建立套接字对象
 3 server = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
 4 server.bind(('127.0.0.1',8080))
 5 
 6 #server.listen() #监听最大链接数,udp没有链接
 7 #server.accept() #建立链接,udp无链接
 8 
 9 while True:
10     data,client = server.recvfrom(1024)
11     print(data,client) #返回数据和数据发送端的ip和端口
12     server.sendto(data.upper(),client) #udp没有链接,发送信息必须指定ip和端口
13 
14 server.close()

udp套接字 server

b'hah' ('127.0.0.1', 59001)
b'yy' ('127.0.0.1', 59001)

  

 

 

 

Socket套接字方法 socket 实例类 (8-10分钟) socket.socket(family=AF_INET,
type=SOCK_STREAM, proto=0, fileno=None) family…

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