一 客户端/服务器架构
即C/S架构,包括
1.硬件C/S架构(打印机)
2.软件C/S架构(web服务)
C/S架构与socket的关系:
我们学习socket就是为了完成C/S架构的开发
二 osi七层
网络通信原理:http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5937962.html
为何学习socket一定要先学习互联网协议:
1.首先:本节课程的目标就是教会你如何基于socket编程,来开发一款自己的C/S架构软件
2.其次:C/S架构的软件(软件属于应用层)是基于网络进行通信的
3.然后:网络的核心即一堆协议,协议即标准,你想开发一款基于网络通信的软件,就必须遵循这些标准。
4.最后:就让我们从这些标准开始研究,开启我们的socket编程之旅
图1
TCP/IP协议族包括运输层、网络层、链路层。现在你知道TCP/IP与UDP的关系了吧。
三 socket层
在图1中,我们没有看到Socket的影子,那么它到底在哪里呢?还是用图来说话,一目了然。
图2
四 socket是什么
Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。
所以,我们无需深入理解tcp/udp协议,socket已经为我们封装好了,我们只需要遵循socket的规定去编程,写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的。
扫盲篇: 也有人将socket说成ip+port,ip是用来标识互联网中的一台主机的位置,而port是用来标识这台机器上的一个应用程序,ip地址是配置到网卡上的,而port是应用程序开启的,ip与port的绑定就标识了互联网中独一无二的一个应用程序 而程序的pid是同一台机器上不同进程或者线程的标识
五 套接字发展史及分类
套接字起源于 20 世纪 70 年代加利福尼亚大学伯克利分校版本的 Unix,即人们所说的 BSD Unix。 因此,有时人们也把套接字称为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一开始,套接字被设计用在同 一台主机上多个应用程序之间的通讯。这也被称进程间通讯,或 IPC。套接字有两种(或者称为有两个种族),分别是基于文件型的和基于网络型的。
基于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,两个套接字进程运行在同一机器,可以通过访问同一个文件系统间接完成通信
基于网络类型的套接字家族
套接字家族的名字:AF_INET
(还有AF_INET6被用于ipv6,还有一些其他的地址家族,不过,他们要么是只用于某个平台,要么就是已经被废弃,或者是很少被使用,或者是根本没有实现,所有地址家族中,AF_INET是使用最广泛的一个,python支持很多种地址家族,但是由于我们只关心网络编程,所以大部分时候我么只使用AF_INET)
六 套接字工作流程
一个生活中的场景。你要打电话给一个朋友,先拨号,朋友听到电话铃声后提起电话,这时你和你的朋友就建立起了连接,就可以讲话了。等交流结束,挂断电话结束此次交谈。 生活中的场景就解释了这工作原理,也许TCP/IP协议族就是诞生于生活中,这也不一定。
图3
先从服务器端说起。服务器端先初始化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。在这时如果有个客户端初始化一个Socket,然后连接服务器(connect),如果连接成功,这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求,然后把回应数据发送给客户端,客户端读取数据,最后关闭连接,一次交互结束
socket()模块函数用法
1 import socket 2 socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0) 3 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。 4 5 获取tcp/ip套接字 6 tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 7 8 获取udp/ip套接字 9 udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) 10 11 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。 12 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
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1 1:用打电话的流程快速描述socket通信 2 2:服务端和客户端加上基于一次链接的循环通信 3 3:客户端发送空,卡主,证明是从哪个位置卡的 4 服务端: 5 from socket import * 6 phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) 7 phone.bind(('127.0.0.1',8081)) 8 phone.listen(5) 9 10 conn,addr=phone.accept() 11 while True: 12 data=conn.recv(1024) 13 print('server===>') 14 print(data) 15 conn.send(data.upper()) 16 conn.close() 17 phone.close() 18 客户端: 19 from socket import * 20 21 phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) 22 phone.connect(('127.0.0.1',8081)) 23 24 while True: 25 msg=input('>>: ').strip() 26 phone.send(msg.encode('utf-8')) 27 print('client====>') 28 data=phone.recv(1024) 29 print(data) 30 31 说明卡的原因:缓冲区为空recv就卡住,引出原理图 32 33 34 35 4.演示客户端断开链接,服务端的情况,提供解决方法 36 37 5.演示服务端不能重复接受链接,而服务器都是正常运行不断来接受客户链接的 38 39 6:简单演示udp 40 服务端 41 from socket import * 42 phone=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) 43 phone.bind(('127.0.0.1',8082)) 44 while True: 45 msg,addr=phone.recvfrom(1024) 46 phone.sendto(msg.upper(),addr) 47 客户端 48 from socket import * 49 phone=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) 50 while True: 51 msg=input('>>: ') 52 phone.sendto(msg.encode('utf-8'),('127.0.0.1',8082)) 53 msg,addr=phone.recvfrom(1024) 54 print(msg) 55 56 udp客户端可以并发演示 57 udp客户端可以输入为空演示,说出recvfrom与recv的区别,暂且不提tcp流和udp报的概念,留到粘包去说
七 基于TCP的套接字
tcp服务端
1 ss = socket() #创建服务器套接字 2 ss.bind() #把地址绑定到套接字 3 ss.listen() #监听链接 4 inf_loop: #服务器无限循环 5 cs = ss.accept() #接受客户端链接 6 comm_loop: #通讯循环 7 cs.recv()/cs.send() #对话(接收与发送) 8 cs.close() #关闭客户端套接字 9 ss.close() #关闭服务器套接字(可选)
tcp客户端
1 cs = socket() # 创建客户套接字 2 cs.connect() # 尝试连接服务器 3 comm_loop: # 通讯循环 4 cs.send()/cs.recv() # 对话(发送/接收) 5 cs.close() # 关闭客户套接字
socket通信流程与打电话流程类似,我们就以打电话为例来实现一个low版的套接字通信
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 import socket 3 ip_port=('127.0.0.1',9000) #电话卡 4 BUFSIZE=1024 #收发消息的尺寸 5 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机 6 s.bind(ip_port) #手机插卡 7 s.listen(5) #手机待机 8 9 10 conn,addr=s.accept() #手机接电话 11 # print(conn) 12 # print(addr) 13 print('接到来自%s的电话' %addr[0]) 14 15 msg=conn.recv(BUFSIZE) #听消息,听话 16 print(msg,type(msg)) 17 18 conn.send(msg.upper()) #发消息,说话 19 20 conn.close() #挂电话 21 22 s.close() #手机关机
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 import socket 3 ip_port=('127.0.0.1',9000) 4 BUFSIZE=1024 5 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 6 7 s.connect_ex(ip_port) #拨电话 8 9 s.send('linhaifeng nb'.encode('utf-8')) #发消息,说话(只能发送字节类型) 10 11 feedback=s.recv(BUFSIZE) #收消息,听话 12 print(feedback.decode('utf-8')) 13 14 s.close() #挂电话
上述流程的问题是,服务端只能接受一次链接,然后就彻底关闭掉了,实际情况应该是,服务端不断接受链接,然后循环通信,通信完毕后只关闭链接,服务器能够继续接收下一次链接,下面是修改版
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 import socket 3 ip_port=('127.0.0.1',8081)#电话卡 4 BUFSIZE=1024 5 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机 6 s.bind(ip_port) #手机插卡 7 s.listen(5) #手机待机 8 9 10 while True: #新增接收链接循环,可以不停的接电话 11 conn,addr=s.accept() #手机接电话 12 # print(conn) 13 # print(addr) 14 print('接到来自%s的电话' %addr[0]) 15 while True: #新增通信循环,可以不断的通信,收发消息 16 msg=conn.recv(BUFSIZE) #听消息,听话 17 18 # 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 19 20 print(msg,type(msg)) 21 22 conn.send(msg.upper()) #发消息,说话 23 24 conn.close() #挂电话 25 26 s.close() #手机关机
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 import socket 3 ip_port=('127.0.0.1',8081) 4 BUFSIZE=1024 5 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 6 7 s.connect_ex(ip_port) #拨电话 8 9 while True: #新增通信循环,客户端可以不断发收消息 10 msg=input('>>: ').strip() 11 if len(msg) == 0:continue 12 s.send(msg.encode('utf-8')) #发消息,说话(只能发送字节类型) 13 14 feedback=s.recv(BUFSIZE) #收消息,听话 15 print(feedback.decode('utf-8')) 16 17 s.close() #挂电话
问题:
有的同学在重启服务端时可能会遇到
这个是由于你的服务端仍然存在四次挥手的time_wait状态在占用地址(如果不懂,请深入研究1.tcp三次握手,四次挥手 2.syn洪水攻击 3.服务器高并发情况下会有大量的time_wait状态的优化方法)
解决方法:
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解决方法一: #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)) 解决方法二: 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
八 基于UDP的套接字
udp服务端
1 ss = socket() #创建一个服务器的套接字 2 ss.bind() #绑定服务器套接字 3 inf_loop: #服务器无限循环 4 cs = ss.recvfrom()/ss.sendto() # 对话(接收与发送) 5 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() # 关闭客户套接字
udp套接字简单示例
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 import socket 3 ip_port=('127.0.0.1',9000) 4 BUFSIZE=1024 5 udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) 6 7 udp_server_client.bind(ip_port) 8 9 while True: 10 msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE) 11 print(msg,addr) 12 13 udp_server_client.sendto(msg.upper(),addr)
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 __author__ = 'Linhaifeng' 3 import socket 4 ip_port=('127.0.0.1',9000) 5 BUFSIZE=1024 6 udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) 7 8 while True: 9 msg=input('>>: ').strip() 10 if not msg:continue 11 12 udp_server_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port) 13 14 back_msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE) 15 print(back_msg.decode('utf-8'),addr)
qq聊天(由于udp无连接,所以可以同时多个客户端去跟服务端通信)
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 import socket 3 ip_port=('127.0.0.1',8081) 4 udp_server_sock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) #买手机 5 udp_server_sock.bind(ip_port) 6 7 while True: 8 qq_msg,addr=udp_server_sock.recvfrom(1024) 9 print('来自[%s:%s]的一条消息: 33[1;44m%s 33[0m' %(addr[0],addr[1],qq_msg.decode('utf-8'))) 10 back_msg=input('回复消息: ').strip() 11 12 udp_server_sock.sendto(back_msg.encode('utf-8'),addr)
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 import socket 3 BUFSIZE=1024 4 udp_client_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) 5 6 qq_name_dic={ 7 '狗哥alex':('127.0.0.1',8081), 8 '瞎驴':('127.0.0.1',8081), 9 '一棵树':('127.0.0.1',8081), 10 '武大郎':('127.0.0.1',8081), 11 } 12 13 14 while True: 15 qq_name=input('请选择聊天对象: ').strip() 16 while True: 17 msg=input('请输入消息,回车发送: ').strip() 18 if msg == 'quit':break 19 if not msg or not qq_name or qq_name not in qq_name_dic:continue 20 udp_client_socket.sendto(msg.encode('utf-8'),qq_name_dic[qq_name]) 21 22 back_msg,addr=udp_client_socket.recvfrom(BUFSIZE) 23 print('来自[%s:%s]的一条消息: 33[1;44m%s 33[0m' %(addr[0],addr[1],back_msg.decode('utf-8'))) 24 25 udp_client_socket.close()
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 import socket 3 BUFSIZE=1024 4 udp_client_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) 5 6 qq_name_dic={ 7 '狗哥alex':('127.0.0.1',8081), 8 '瞎驴':('127.0.0.1',8081), 9 '一棵树':('127.0.0.1',8081), 10 '武大郎':('127.0.0.1',8081), 11 } 12 13 14 while True: 15 qq_name=input('请选择聊天对象: ').strip() 16 while True: 17 msg=input('请输入消息,回车发送: ').strip() 18 if msg == 'quit':break 19 if not msg or not qq_name or qq_name not in qq_name_dic:continue 20 udp_client_socket.sendto(msg.encode('utf-8'),qq_name_dic[qq_name]) 21 22 back_msg,addr=udp_client_socket.recvfrom(BUFSIZE) 23 print('来自[%s:%s]的一条消息: 33[1;44m%s 33[0m' %(addr[0],addr[1],back_msg.decode('utf-8'))) 24 25 udp_client_socket.close()
服务端运行结果
客户端1运行结果
客户端2运行结果
时间服务器
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 from socket import * 3 from time import strftime 4 5 ip_port=('127.0.0.1',9000) 6 bufsize=1024 7 8 tcp_server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) 9 tcp_server.bind(ip_port) 10 11 while True: 12 msg,addr=tcp_server.recvfrom(bufsize) 13 print('===>',msg) 14 15 if not msg: 16 time_fmt='%Y-%m-%d %X' 17 else: 18 time_fmt=msg.decode('utf-8') 19 back_msg=strftime(time_fmt) 20 21 tcp_server.sendto(back_msg.encode('utf-8'),addr) 22 23 tcp_server.close()
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 from socket import * 3 ip_port=('127.0.0.1',9000) 4 bufsize=1024 5 6 tcp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) 7 8 9 10 while True: 11 msg=input('请输入时间格式(例%Y %m %d)>>: ').strip() 12 tcp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port) 13 14 data=tcp_client.recv(bufsize) 15 16 print(data.decode('utf-8')) 17 18 tcp_client.close()
九 recv与recvfrom的区别
============part1:须知============
收发消息的原理须知晓--->请见十一的图:发消息,都是将数据发送到己端的发送缓冲中,收消息都是从己端的缓冲区中收
1. tcp:send发消息,recv收消息
2. udp:sendto发消息,recvfrom收消息
============part2:send与sendinto============
tcp是基于数据流的,而udp是基于数据报的:
- send(bytes_data):发送数据流,数据流bytes_data若为空,自己这段的缓冲区也为空,操作系统不会控制tcp协议发空包
- sendinto(bytes_data,ip_port):发送数据报,bytes_data为空,还有ip_port,所有即便是发送空的bytes_data,数据报其实也不是空的,自己这端的缓冲区收到内容,操作系统就会控制udp协议发包。
============part3:recv与recvfrom============
1.tcp协议:
(1)如果收消息缓冲区里的数据为空,那么recv就会阻塞(阻塞很简单,就是一直在等着收)
(2)只不过tcp协议的客户端send一个空数据就是真的空数据,客户端即使有无穷个send空,也跟没有一个样。
(3)tcp基于链接通信
- 基于链接,则需要listen(backlog),指定半连接池的大小
- 基于链接,必须先运行的服务端,然后客户端发起链接请求
- 对于mac系统:如果一端断开了链接,那另外一端的链接也跟着完蛋recv将不会阻塞,收到的是空(解决方法是:服务端在收消息后加上if判断,空消息就break掉通信循环)
- 对于windows/linux系统:如果一端断开了链接,那另外一端的链接也跟着完蛋recv将不会阻塞,收到的是空(解决方法是:服务端通信循环内加异常处理,捕捉到异常后就break掉通讯循环)
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)
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 import subprocess 3 from socket import * 4 5 phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) 6 phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) 7 phone.bind(('127.0.0.1',8080)) 8 phone.listen(5) 9 10 conn,addr=phone.accept() 11 12 while True: 13 data=conn.recv(1024) 14 print('from client msg is ',data) 15 conn.send(data.upper())
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 import subprocess 3 from socket import * 4 5 phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) 6 phone.connect(('127.0.0.1',8080)) 7 8 9 while True: 10 msg=input('>>: ') 11 phone.send(msg.encode('utf-8')) 12 print('Client message has been sent') 13 14 data=phone.recv(1024) 15 print('from server msg is ',data.decode('utf-8')) 16 phone.close()
2.udp协议
(1)如果如果收消息缓冲区里的数据为“空”,recvfrom也会阻塞
(2)只不过udp协议的客户端sendinto一个空数据并不是真的空数据(包含:空数据+地址信息,得到的报仍然不会为空),所以客户端只要有一个sendinto(不管是否发送空数据,都不是真的空数据),服务端就可以recvfrom到数据。
(3)udp无链接
- 无链接,因而无需listen(backlog),更加没有什么连接池之说了
- 无链接,udp的sendinto不用管是否有一个正在运行的服务端,可以己端一个劲的发消息,只不过数据丢失
- recvfrom收的数据小于sendinto发送的数据时,在mac和linux系统上数据直接丢失,在windows系统上发送的比接收的大直接报错
- 只有sendinto发送数据没有recvfrom收数据,数据丢失
客户端发送空,看服务端结果--->验证(1)
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 from socket import * 3 4 ip_port=('127.0.0.1',9003) 5 bufsize=1024 6 7 udp_server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) 8 udp_server.bind(ip_port) 9 10 while True: 11 data1,addr=udp_server.recvfrom(bufsize) 12 print(data1)
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
1 from socket import * 2 ip_port=('127.0.0.1',9003) 3 bufsize=1024 4 5 udp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) 6 7 while True: 8 msg=input('>>: ') 9 udp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port) #发送空,发现服务端可以接收空
分别运行服务端,客户端--->验证(2)
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 __author__ = 'Linhaifengfrom socket import * 3 4 ip_port=('127.0.0.1',9003) 5 bufsize=1024 6 7 udp_server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) 8 udp_server.bind(ip_port) 9 10 data1,addr=udp_server.recvfrom(1) 11 print('第一次收了 ',data1) 12 data2,addr=udp_server.recvfrom(1) 13 print('第二次收了 ',data2) 14 data3,addr=udp_server.recvfrom(1) 15 print('第三次收了 ',data3) 16 print('--------结束----------')
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
1 from socket import * 2 ip_port=('127.0.0.1',9003) 3 bufsize=1024 4 5 udp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) 6 7 udp_client.sendto(b'hello',ip_port) 8 udp_client.sendto(b'world',ip_port) 9 udp_client.sendto(b'egon',ip_port)
不运行服务端,单独运行客户端,一点问题没有,但是消息丢了--->验证(3)
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 3 ip_port=('127.0.0.1',9003) 4 bufsize=1024 5 6 udp_server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) 7 udp_server.bind(ip_port) 8 9 data1,addr=udp_server.recvfrom(1) 10 print('第一次收了 ',data1) 11 data2,addr=udp_server.recvfrom(1) 12 print('第二次收了 ',data2) 13 data3,addr=udp_server.recvfrom(1) 14 print('第三次收了 ',data3) 15 print('--------结束----------')
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
1 from socket import * 2 import time 3 ip_port=('127.0.0.1',9003) 4 bufsize=1024 5 6 udp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) 7 8 udp_client.sendto(b'hello',ip_port) 9 udp_client.sendto(b'world',ip_port) 10 udp_client.sendto(b'egon',ip_port) 11 12 print('客户端发完消息啦') 13 time.sleep(100)
注意:
1.你单独运行上面的udp的客户端,你发现并不会报错,相反tcp却会报错,因为udp协议只负责把包发出去,对方收不收,我根本不管,而tcp是基于链接的,必须有一个服务端先运行着,客户端去跟服务端建立链接然后依托于链接才能传递消息,任何一方试图把链接摧毁都会导致对方程序的崩溃。
2.上面的udp程序,你注释任何一条客户端的sendinto,服务端都会卡住,为什么?因为服务端有几个recvfrom就要对应几个sendinto,哪怕是sendinto(b'')那也要有。
十 粘包现象
让我们基于tcp先制作一个远程执行命令的程序(1:执行错误命令 2:执行ls 3:执行ifconfig)
注意注意注意:
res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),
shell=True,
stderr=subprocess.PIPE,
stdout=subprocess.PIPE)
的结果的编码是以当前所在的系统为准的,如果是windows,那么res.stdout.read()读出的就是GBK编码的,在接收端需要用GBK解码
且只能从管道里读一次结果
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 from socket import * 3 import subprocess 4 5 ip_port=('127.0.0.1',8080) 6 BUFSIZE=1024 7 8 tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) 9 tcp_socket_server.bind(ip_port) 10 tcp_socket_server.listen(5) 11 12 while True: 13 conn,addr=tcp_socket_server.accept() 14 print('客户端',addr) 15 16 while True: 17 cmd=conn.recv(BUFSIZE) 18 if len(cmd) == 0:break 19 20 act_res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True, 21 stdout=subprocess.PIPE, 22 stdin=subprocess.PIPE, 23 stderr=subprocess.PIPE) 24 25 act_err=act_res.stderr.read() 26 if act_err: 27 ret=act_err 28 else: 29 ret=act_res.stdout.read() 30 31 conn.sendall(ret)
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上述程序是基于tcp的socket,在运行时会发生粘包
让我们再基于udp制作一个远程执行命令的程序
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 from socket import * 3 import subprocess 4 5 ip_port=('127.0.0.1',9003) 6 bufsize=1024 7 8 udp_server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) 9 udp_server.bind(ip_port) 10 11 while True: 12 #收消息 13 cmd,addr=udp_server.recvfrom(bufsize) 14 print('用户命令----->',cmd) 15 16 #逻辑处理 17 res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,stderr=subprocess.PIPE,stdin=subprocess.PIPE,stdout=subprocess.PIPE) 18 err=res.stderr.read() 19 print('错误====>',err) 20 if err: 21 back_msg=err 22 else: 23 back_msg=res.stdout.read() 24 print('返回结果',back_msg) 25 26 #发消息 27 udp_server.sendto(back_msg,addr) 28 udp_server.close()
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 __author__ = 'Linhaifeng' 3 from socket import * 4 import subprocess 5 6 ip_port=('127.0.0.1',9003) 7 bufsize=1024 8 9 udp_server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) 10 udp_server.bind(ip_port) 11 12 while True: 13 #收消息 14 cmd,addr=udp_server.recvfrom(bufsize) 15 print('用户命令----->',cmd) 16 17 #逻辑处理 18 res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,stderr=subprocess.PIPE,stdin=subprocess.PIPE,stdout=subprocess.PIPE) 19 err=res.stderr.read() 20 print('错误====>',err) 21 if err: 22 back_msg=err 23 else: 24 back_msg=res.stdout.read() 25 print('返回结果',back_msg) 26 27 #发消息 28 udp_server.sendto(back_msg,addr) 29 udp_server.close()
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1 from socket import * 2 ip_port=('127.0.0.1',9003) 3 bufsize=1024 4 5 udp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) 6 7 8 while True: 9 msg=input('>>: ').strip() 10 udp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port) 11 12 data,addr=udp_client.recvfrom(bufsize) 13 print(data.decode('utf-8'),end='')
十一 什么是粘包
须知:只有TCP有粘包现象,UDP永远不会粘包,为何,且听我娓娓道来
首先需要掌握一个socket收发消息的原理
发送端可以是一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,当然也有可能一次提走3K或6K数据,或者一次只提走几个字节的数据,也就是说,应用程序所看到的数据是一个整体,或说是一个流(stream),一条消息有多少字节对应用程序是不可见的,因此TCP协议是面向流的协议,这也是容易出现粘包问题的原因。而UDP是面向消息的协议,每个UDP段都是一条消息,应用程序必须以消息为单位提取数据,不能一次提取任意字节的数据,这一点和TCP是很不同的。怎样定义消息呢?可以认为对方一次性write/send的数据为一个消息,需要明白的是当对方send一条信息的时候,无论底层怎样分段分片,TCP协议层会把构成整条消息的数据段排序完成后才呈现在内核缓冲区。
例如基于tcp的套接字客户端往服务端上传文件,发送时文件内容是按照一段一段的字节流发送的,在接收方看了,根本不知道该文件的字节流从何处开始,在何处结束
所谓粘包问题主要还是因为接收方不知道消息之间的界限,不知道一次性提取多少字节的数据所造成的。
此外,发送方引起的粘包是由TCP协议本身造成的,TCP为提高传输效率,发送方往往要收集到足够多的数据后才发送一个TCP段。若连续几次需要send的数据都很少,通常TCP会根据优化算法把这些数据合成一个TCP段后一次发送出去,这样接收方就收到了粘包数据。
- TCP(transport control protocol,传输控制协议)是面向连接的,面向流的,提供高可靠性服务。收发两端(客户端和服务器端)都要有一一成对的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,使用了优化方法(Nagle算法),将多次间隔较小且数据量小的数据,合并成一个大的数据块,然后进行封包。这样,接收端,就难于分辨出来了,必须提供科学的拆包机制。 即面向流的通信是无消息保护边界的。
- UDP(user datagram protocol,用户数据报协议)是无连接的,面向消息的,提供高效率服务。不会使用块的合并优化算法,, 由于UDP支持的是一对多的模式,所以接收端的skbuff(套接字缓冲区)采用了链式结构来记录每一个到达的UDP包,在每个UDP包中就有了消息头(消息来源地址,端口等信息),这样,对于接收端来说,就容易进行区分处理了。 即面向消息的通信是有消息保护边界的。
- tcp是基于数据流的,于是收发的消息不能为空,这就需要在客户端和服务端都添加空消息的处理机制,防止程序卡住,而udp是基于数据报的,即便是你输入的是空内容(直接回车),那也不是空消息,udp协议会帮你封装上消息头,实验略
udp的recvfrom是阻塞的,一个recvfrom(x)必须对一个一个sendinto(y),收完了x个字节的数据就算完成,若是y>x数据就丢失,这意味着udp根本不会粘包,但是会丢数据,不可靠
tcp的协议数据不会丢,没有收完包,下次接收,会继续上次继续接收,己端总是在收到ack时才会清除缓冲区内容。数据是可靠的,但是会粘包。
两种情况下会发生粘包。
发送端需要等缓冲区满才发送出去,造成粘包(发送数据时间间隔很短,数据了很小,会合到一起,产生粘包)
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 from socket import * 3 ip_port=('127.0.0.1',8080) 4 5 tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) 6 tcp_socket_server.bind(ip_port) 7 tcp_socket_server.listen(5) 8 9 10 conn,addr=tcp_socket_server.accept() 11 12 13 data1=conn.recv(10) 14 data2=conn.recv(10) 15 16 print('----->',data1.decode('utf-8')) 17 print('----->',data2.decode('utf-8')) 18 19 conn.close()
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 import socket 3 BUFSIZE=1024 4 ip_port=('127.0.0.1',8080) 5 6 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 7 res=s.connect_ex(ip_port) 8 9 10 s.send('hello'.encode('utf-8')) 11 s.send('feng'.encode('utf-8'))
接收方不及时接收缓冲区的包,造成多个包接收(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还是从缓冲区拿上次遗留的数据,产生粘包)
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 from socket import * 3 ip_port=('127.0.0.1',8080) 4 5 tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) 6 tcp_socket_server.bind(ip_port) 7 tcp_socket_server.listen(5) 8 9 10 conn,addr=tcp_socket_server.accept() 11 12 13 data1=conn.recv(2) #一次没有收完整 14 data2=conn.recv(10)#下次收的时候,会先取旧的数据,然后取新的 15 16 print('----->',data1.decode('utf-8')) 17 print('----->',data2.decode('utf-8')) 18 19 conn.close()
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 import socket 3 BUFSIZE=1024 4 ip_port=('127.0.0.1',8080) 5 6 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 7 res=s.connect_ex(ip_port) 8 9 10 s.send('hello feng'.encode('utf-8'))
拆包的发生情况
当发送端缓冲区的长度大于网卡的MTU时,tcp会将这次发送的数据拆成几个数据包发送出去。
补充问题一:为何tcp是可靠传输,udp是不可靠传输
基于tcp的数据传输请参考我的另一篇文章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己的缓存中,然后协议控制将缓存中的数据发往对端,对端返回一个ack=1,发送端则清理缓存中的数据,对端返回ack=0,则重新发送数据,所以tcp是可靠的
而udp发送数据,对端是不会返回确认信息的,因此不可靠
补充问题二:send(字节流)和recv(1024)及sendall
recv里指定的1024意思是从缓存里一次拿出1024个字节的数据
send的字节流是先放入己端缓存,然后由协议控制将缓存内容发往对端,如果待发送的字节流大小大于缓存剩余空间,那么数据丢失,用sendall就会循环调用send,数据不会丢失
十二 解决粘包的low比处理方法
问题的根源在于,接收端不知道发送端将要传送的字节流的长度,所以解决粘包的方法就是围绕,如何让发送端在发送数据前,把自己将要发送的字节流总大小让接收端知晓,然后接收端来一个死循环接收完所有数据
low版本的解决方法
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 import socket,subprocess 3 ip_port=('127.0.0.1',8080) 4 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 5 s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) 6 7 s.bind(ip_port) 8 s.listen(5) 9 10 while True: 11 conn,addr=s.accept() 12 print('客户端',addr) 13 while True: 14 msg=conn.recv(1024) 15 if not msg:break 16 res=subprocess.Popen(msg.decode('utf-8'),shell=True, 17 stdin=subprocess.PIPE, 18 stderr=subprocess.PIPE, 19 stdout=subprocess.PIPE) 20 err=res.stderr.read() 21 if err: 22 ret=err 23 else: 24 ret=res.stdout.read() 25 data_length=len(ret) 26 conn.send(str(data_length).encode('utf-8')) 27 data=conn.recv(1024).decode('utf-8') 28 if data == 'recv_ready': 29 conn.sendall(ret) 30 conn.close()
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 import socket,time 3 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 4 res=s.connect_ex(('127.0.0.1',8080)) 5 6 while True: 7 msg=input('>>: ').strip() 8 if len(msg) == 0:continue 9 if msg == 'quit':break 10 11 s.send(msg.encode('utf-8')) 12 length=int(s.recv(1024).decode('utf-8')) 13 s.send('recv_ready'.encode('utf-8')) 14 send_size=0 15 recv_size=0 16 data=b'' 17 while recv_size < length: 18 data+=s.recv(1024) 19 recv_size+=len(data) 20 21 22 print(data.decode('utf-8'))
为何low:
程序的运行速度远快于网络传输速度,所以在发送一段字节前,先用send去发送该字节流长度,这种方式会放大网络延迟带来的性能损耗
十三 牛逼的解决粘包的方法
为字节流加上自定义固定长度报头,报头中包含字节流长度,然后一次send到对端,对端在接收时,先从缓存中取出定长的报头,然后再取真实数据
struct模块
该模块可以把一个类型,如数字,转成固定长度的bytes
>>> struct.pack('i',1111111111111)
。。。。。。。。。
struct.error: 'i' format requires -2147483648 <= number <= 2147483647 #这个是范围
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)
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 #http://www.cnblogs.com/coser/archive/2011/12/17/2291160.html 3 import struct 4 import binascii 5 import ctypes 6 7 values1 = (1, 'abc'.encode('utf-8'), 2.7) 8 values2 = ('defg'.encode('utf-8'),101) 9 s1 = struct.Struct('I3sf') 10 s2 = struct.Struct('4sI') 11 12 print(s1.size,s2.size) 13 prebuffer=ctypes.create_string_buffer(s1.size+s2.size) 14 print('Before : ',binascii.hexlify(prebuffer)) 15 # t=binascii.hexlify('asdfaf'.encode('utf-8')) 16 # print(t) 17 18 19 s1.pack_into(prebuffer,0,*values1) 20 s2.pack_into(prebuffer,s1.size,*values2) 21 22 print('After pack',binascii.hexlify(prebuffer)) 23 print(s1.unpack_from(prebuffer,0)) 24 print(s2.unpack_from(prebuffer,s1.size)) 25 26 s3=struct.Struct('ii') 27 s3.pack_into(prebuffer,0,123,123) 28 print('After pack',binascii.hexlify(prebuffer)) 29 print(s3.unpack_from(prebuffer,0))
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1 import socket,struct,json 2 import subprocess 3 phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 4 phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) #就是它,在bind前加 5 6 phone.bind(('127.0.0.1',8080)) 7 8 phone.listen(5) 9 10 while True: 11 conn,addr=phone.accept() 12 while True: 13 cmd=conn.recv(1024) 14 if not cmd:break 15 print('cmd: %s' %cmd) 16 17 res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), 18 shell=True, 19 stdout=subprocess.PIPE, 20 stderr=subprocess.PIPE) 21 err=res.stderr.read() 22 print(err) 23 if err: 24 back_msg=err 25 else: 26 back_msg=res.stdout.read() 27 28 29 conn.send(struct.pack('i',len(back_msg))) #先发back_msg的长度 30 conn.sendall(back_msg) #在发真实的内容 31 32 conn.close()
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 import socket,time,struct 3 4 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 5 res=s.connect_ex(('127.0.0.1',8080)) 6 7 while True: 8 msg=input('>>: ').strip() 9 if len(msg) == 0:continue 10 if msg == 'quit':break 11 12 s.send(msg.encode('utf-8')) 13 14 15 16 l=s.recv(4) 17 x=struct.unpack('i',l)[0] 18 print(type(x),x) 19 # print(struct.unpack('I',l)) 20 r_s=0 21 data=b'' 22 while r_s < x: 23 r_d=s.recv(1024) 24 data+=r_d 25 r_s+=len(r_d) 26 27 # print(data.decode('utf-8')) 28 print(data.decode('gbk')) #windows默认gbk编码
我们可以把报头做成字典,字典里包含将要发送的真实数据的详细信息,然后json序列化,然后用struck将序列化后的数据长度打包成4个字节(4个自己足够用了)
发送时:
先发报头长度
再编码报头内容然后发送
最后发真实内容
接收时:
先手报头长度,用struct取出来
根据取出的长度收取报头内容,然后解码,反序列化
从反序列化的结果中取出待取数据的详细信息,然后去取真实的数据内容
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1 import socket,struct,json 2 import subprocess 3 phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 4 phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) #就是它,在bind前加 5 6 phone.bind(('127.0.0.1',8080)) 7 8 phone.listen(5) 9 10 while True: 11 conn,addr=phone.accept() 12 while True: 13 cmd=conn.recv(1024) 14 if not cmd:break 15 print('cmd: %s' %cmd) 16 17 res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), 18 shell=True, 19 stdout=subprocess.PIPE, 20 stderr=subprocess.PIPE) 21 err=res.stderr.read() 22 print(err) 23 if err: 24 back_msg=err 25 else: 26 back_msg=res.stdout.read() 27 28 headers={'data_size':len(back_msg)} 29 head_json=json.dumps(headers) 30 head_json_bytes=bytes(head_json,encoding='utf-8') 31 32 conn.send(struct.pack('i',len(head_json_bytes))) #先发报头的长度 33 conn.send(head_json_bytes) #再发报头 34 conn.sendall(back_msg) #在发真实的内容 35 36 conn.close()
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1 from socket import * 2 import struct,json 3 4 ip_port=('127.0.0.1',8080) 5 client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) 6 client.connect(ip_port) 7 8 while True: 9 cmd=input('>>: ') 10 if not cmd:continue 11 client.send(bytes(cmd,encoding='utf-8')) 12 13 head=client.recv(4) 14 head_json_len=struct.unpack('i',head)[0] 15 head_json=json.loads(client.recv(head_json_len).decode('utf-8')) 16 data_len=head_json['data_size'] 17 18 recv_size=0 19 recv_data=b'' 20 while recv_size < data_len: 21 recv_data+=client.recv(1024) 22 recv_size+=len(recv_data) 23 24 print(recv_data.decode('utf-8')) 25 #print(recv_data.decode('gbk')) #windows默认gbk编码
FTP上传下载文件:
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1 import socket 2 import struct 3 import json 4 import subprocess 5 import os 6 7 class MYTCPServer: 8 address_family = socket.AF_INET 9 10 socket_type = socket.SOCK_STREAM 11 12 allow_reuse_address = False 13 14 max_packet_size = 8192 15 16 coding='utf-8' 17 18 request_queue_size = 5 19 20 server_dir='file_upload' 21 22 def __init__(self, server_address, bind_and_activate=True): 23 """Constructor. May be extended, do not override.""" 24 self.server_address=server_address 25 self.socket = socket.socket(self.address_family, 26 self.socket_type) 27 if bind_and_activate: 28 try: 29 self.server_bind() 30 self.server_activate() 31 except: 32 self.server_close() 33 raise 34 35 def server_bind(self): 36 """Called by constructor to bind the socket. 37 """ 38 if self.allow_reuse_address: 39 self.socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) 40 self.socket.bind(self.server_address) 41 self.server_address = self.socket.getsockname() 42 43 def server_activate(self): 44 """Called by constructor to activate the server. 45 """ 46 self.socket.listen(self.request_queue_size) 47 48 def server_close(self): 49 """Called to clean-up the server. 50 """ 51 self.socket.close() 52 53 def get_request(self): 54 """Get the request and client address from the socket. 55 """ 56 return self.socket.accept() 57 58 def close_request(self, request): 59 """Called to clean up an individual request.""" 60 request.close() 61 62 def run(self): 63 while True: 64 self.conn,self.client_addr=self.get_request() 65 print('from client ',self.client_addr) 66 while True: 67 try: 68 head_struct = self.conn.recv(4) 69 if not head_struct:break 70 71 head_len = struct.unpack('i', head_struct)[0] 72 head_json = self.conn.recv(head_len).decode(self.coding) 73 head_dic = json.loads(head_json) 74 75 print(head_dic) 76 #head_dic={'cmd':'put','filename':'a.txt','filesize':123123} 77 cmd=head_dic['cmd'] 78 if hasattr(self,cmd): 79 func=getattr(self,cmd) 80 func(head_dic) 81 except Exception: 82 break 83 84 def put(self,args): 85 file_path=os.path.normpath(os.path.join( 86 self.server_dir, 87 args['filename'] 88 )) 89 90 filesize=args['filesize'] 91 recv_size=0 92 print('----->',file_path) 93 with open(file_path,'wb') as f: 94 while recv_size < filesize: 95 recv_data=self.conn.recv(self.max_packet_size) 96 f.write(recv_data) 97 recv_size+=len(recv_data) 98 print('recvsize:%s filesize:%s' %(recv_size,filesize)) 99 100 101 tcpserver1=MYTCPServer(('127.0.0.1',8080)) 102 103 tcpserver1.run() 104 105 106 107 108 109 110 #下列代码与本题无关 111 class MYUDPServer: 112 113 """UDP server class.""" 114 address_family = socket.AF_INET 115 116 socket_type = socket.SOCK_DGRAM 117 118 allow_reuse_address = False 119 120 max_packet_size = 8192 121 122 coding='utf-8' 123 124 def get_request(self): 125 data, client_addr = self.socket.recvfrom(self.max_packet_size) 126 return (data, self.socket), client_addr 127 128 def server_activate(self): 129 # No need to call listen() for UDP. 130 pass 131 132 def shutdown_request(self, request): 133 # No need to shutdown anything. 134 self.close_request(request) 135 136 def close_request(self, request): 137 # No need to close anything. 138 pass
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1 import socket 2 import struct 3 import json 4 import os 5 6 7 8 class MYTCPClient: 9 address_family = socket.AF_INET 10 11 socket_type = socket.SOCK_STREAM 12 13 allow_reuse_address = False 14 15 max_packet_size = 8192 16 17 coding='utf-8' 18 19 request_queue_size = 5 20 21 def __init__(self, server_address, connect=True): 22 self.server_address=server_address 23 self.socket = socket.socket(self.address_family, 24 self.socket_type) 25 if connect: 26 try: 27 self.client_connect() 28 except: 29 self.client_close() 30 raise 31 32 def client_connect(self): 33 self.socket.connect(self.server_address) 34 35 def client_close(self): 36 self.socket.close() 37 38 def run(self): 39 while True: 40 inp=input(">>: ").strip() 41 if not inp:continue 42 l=inp.split() 43 cmd=l[0] 44 if hasattr(self,cmd): 45 func=getattr(self,cmd) 46 func(l) 47 48 49 def put(self,args): 50 cmd=args[0] 51 filename=args[1] 52 if not os.path.isfile(filename): 53 print('file:%s is not exists' %filename) 54 return 55 else: 56 filesize=os.path.getsize(filename) 57 58 head_dic={'cmd':cmd,'filename':os.path.basename(filename),'filesize':filesize} 59 print(head_dic) 60 head_json=json.dumps(head_dic) 61 head_json_bytes=bytes(head_json,encoding=self.coding) 62 63 head_struct=struct.pack('i',len(head_json_bytes)) 64 self.socket.send(head_struct) 65 self.socket.send(head_json_bytes) 66 send_size=0 67 with open(filename,'rb') as f: 68 for line in f: 69 self.socket.send(line) 70 send_size+=len(line) 71 print(send_size) 72 else: 73 print('upload successful') 74 75 76 77 78 client=MYTCPClient(('127.0.0.1',8080)) 79 80 client.run()
十四 认证客户端的链接合法性
如果你想在分布式系统中实现一个简单的客户端链接认证功能,又不像SSL那么复杂,那么利用hmac+加盐的方式来实现
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 from socket import * 3 import hmac,os 4 5 secret_key=b'lxh bang bang bang' 6 def conn_auth(conn): 7 ''' 8 认证客户端链接 9 :param conn: 10 :return: 11 ''' 12 print('开始验证新链接的合法性') 13 msg=os.urandom(32) 14 conn.sendall(msg) 15 h=hmac.new(secret_key,msg) 16 digest=h.digest() 17 respone=conn.recv(len(digest)) 18 return hmac.compare_digest(respone,digest) 19 20 def data_handler(conn,bufsize=1024): 21 if not conn_auth(conn): 22 print('该链接不合法,关闭') 23 conn.close() 24 return 25 print('链接合法,开始通信') 26 while True: 27 data=conn.recv(bufsize) 28 if not data:break 29 conn.sendall(data.upper()) 30 31 def server_handler(ip_port,bufsize,backlog=5): 32 ''' 33 只处理链接 34 :param ip_port: 35 :return: 36 ''' 37 tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) 38 tcp_socket_server.bind(ip_port) 39 tcp_socket_server.listen(backlog) 40 while True: 41 conn,addr=tcp_socket_server.accept() 42 print('新连接[%s:%s]' %(addr[0],addr[1])) 43 data_handler(conn,bufsize) 44 45 if __name__ == '__main__': 46 ip_port=('127.0.0.1',9999) 47 bufsize=1024 48 server_handler(ip_port,bufsize)
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 from socket import * 3 import hmac,os 4 5 secret_key=b'lxh bang bang bang' 6 def conn_auth(conn): 7 ''' 8 验证客户端到服务器的链接 9 :param conn: 10 :return: 11 ''' 12 msg=conn.recv(32) 13 h=hmac.new(secret_key,msg) 14 digest=h.digest() 15 conn.sendall(digest) 16 17 def client_handler(ip_port,bufsize=1024): 18 tcp_socket_client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) 19 tcp_socket_client.connect(ip_port) 20 21 conn_auth(tcp_socket_client) 22 23 while True: 24 data=input('>>: ').strip() 25 if not data:continue 26 if data == 'quit':break 27 28 tcp_socket_client.sendall(data.encode('utf-8')) 29 respone=tcp_socket_client.recv(bufsize) 30 print(respone.decode('utf-8')) 31 tcp_socket_client.close() 32 33 if __name__ == '__main__': 34 ip_port=('127.0.0.1',9999) 35 bufsize=1024 36 client_handler(ip_port,bufsize)
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 3 from socket import * 4 def client_handler(ip_port,bufsize=1024): 5 tcp_socket_client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) 6 tcp_socket_client.connect(ip_port) 7 8 while True: 9 data=input('>>: ').strip() 10 if not data:continue 11 if data == 'quit':break 12 13 tcp_socket_client.sendall(data.encode('utf-8')) 14 respone=tcp_socket_client.recv(bufsize) 15 print(respone.decode('utf-8')) 16 tcp_socket_client.close() 17 18 if __name__ == '__main__': 19 ip_port=('127.0.0.1',9999) 20 bufsize=1024 21 client_handler(ip_port,bufsize)
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1 #_*_coding:utf-8_*_ 2 from socket import * 3 import hmac,os 4 5 secret_key=b'lxh bang bang bang1111' 6 def conn_auth(conn): 7 ''' 8 验证客户端到服务器的链接 9 :param conn: 10 :return: 11 ''' 12 msg=conn.recv(32) 13 h=hmac.new(secret_key,msg) 14 digest=h.digest() 15 conn.sendall(digest) 16 17 def client_handler(ip_port,bufsize=1024): 18 tcp_socket_client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) 19 tcp_socket_client.connect(ip_port) 20 21 conn_auth(tcp_socket_client) 22 23 while True: 24 data=input('>>: ').strip() 25 if not data:continue 26 if data == 'quit':break 27 28 tcp_socket_client.sendall(data.encode('utf-8')) 29 respone=tcp_socket_client.recv(bufsize) 30 print(respone.decode('utf-8')) 31 tcp_socket_client.close() 32 33 if __name__ == '__main__': 34 ip_port=('127.0.0.1',9999) 35 bufsize=1024 36 client_handler(ip_port,bufsize)