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  • Python3-socket网络编程

    socket网络编程

    • socket是什么

    • 套接字分类

    • 套接字工作流程

    • 基于TCP的套接字

    • 基于UDP的套接字

    • 粘包现象

    • 什么是粘包

    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其实即使一个门面模式,他把复杂的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。

    套接字分类

    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统一机器,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)

    Socket Types 

    socket.SOCK_STREAM  #for tcp

    socket.SOCK_DGRAM   #for udp 

    socket.SOCK_RAW   #原始套接字,普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文,而SOCK_RAW可以;其次,SOCK_RAW也可以处理特殊的IPv4报文;

    socket.SOCK_SOCKRDM  # 是一种可靠的UDP形式,即保证交付数据报但不保证顺序。

    套接字工作流程

    服务端先初始化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的连接就建立了。

    客户端发送数据请求,服务器端接受请求并处理请求,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

    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


    基于TCP的套接字

    tcp是基于链接的,必须先启动服务端,然后再启动客户端去连接服务端

    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

    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

    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
    #_*_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

    加上链接循环与通信循环

    #_*_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
    升级版服务端
    #_*_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
    升级版客户端

    问题:

    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:

    #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))
    1
    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
    2

    基于UDP的套接字

    udp是无链接的,先启动哪一端都不会报错

    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()           

    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()   

    udp套接字简单示例

    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    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)
    udp服务端
    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    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)
    udp客户端

    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)

    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    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:33[1;44m%s33[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
    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    import socket
    BUFSIZE=1024
    udp_client_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
    
    qq_name_dic={
        '狗哥alex':('127.0.0.1',8081),
        '瞎驴':('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:33[1;44m%s33[0m' %(addr[0],addr[1],back_msg.decode('utf-8')))
    
    udp_client_socket.close()
    
    udp客户端1
    udp客户端1
    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    import socket
    BUFSIZE=1024
    udp_client_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
    
    qq_name_dic={
        '狗哥alex':('127.0.0.1',8081),
        '瞎驴':('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:33[1;44m%s33[0m' %(addr[0],addr[1],back_msg.decode('utf-8')))
    
    udp_client_socket.close()
    
    udp客户端2
    udp客户端2

    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

    注意:命令ls -l ; lllllll ; pwd 的结果是既有正确stdout结果,又有错误stderr结果

    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    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.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=act_res.stderr.read()
            stdout=act_res.stdout.read()
            conn.send(stderr)
            conn.send(stdout)
    服务端
    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    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

    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

    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    
    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    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
    udp服务端
    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
    udp客户端

    上述程序是基于udp的socket,在运行时永远不会发生粘包

    什么是粘包

    须知:只有TCP有粘包现象,UDP永远不会粘包,

    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。(间隔短,数据小)

    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。
    2. 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。
    3. 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)必须对唯一一个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,数据很小,会合到一起,产生粘包)

    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    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)
    
    
    s.send('hello'.encode('utf-8'))
    s.send('feng'.encode('utf-8'))
    客户端
    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    from socket import *
    ip_port=('127.0.0.1',8080)
    
    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

    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)

    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    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)
    
    
    s.send('hello feng'.encode('utf-8'))
    客户端
    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    from socket import *
    ip_port=('127.0.0.1',8080)
    
    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
    服务端

    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过去。

    补充问题一:为何tcp是可靠传输,udp是不可靠传输

    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,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于成语的缓存空间,那么数据丢失,用sendall就会循环调用send,数据不会丢失

    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来接收所有数据

    low版

    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    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
    服务端
    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    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
    客户端

    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去发送该字节流的长度,这种方式会放大网络延迟带来的性能损耗

     峰哥解决粘包的方法

    为字节流加上自定义固定长度的报头,报头中包含字节流长度,然后一次send到对端,对端在接收的时候,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)

    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:

    先收报头长度,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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