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  • python之socket编程2

    1 套接字发展史及发展

    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)

    网络类型分为TCP和UDP两种

    2 套接字工作流程(tcp)

    TCP 传输控制协议

    Tcp是可靠传输,发送包在对方返回收到信息后删除包

    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

    模拟练习:
    #服务器
    phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)#SOCK_STREAM是TCP协议
    phone.bind(("127.0.0.1",8080))#绑定手机卡  绑定(主机,端口号)到套接字
    phone.listen(5)#listen的功能:建立连接  开机   开始TCP监听
    while True:#连接循环
        conn,addr=phone.accept()#等待电话连接  被动接受TCP客户的链接
        print("电话线路是",conn)
        print("客户端的手机号是",addr)
        # conn.recv(1024)收消息
        while True:
            try:
                data=conn.recv(1024)#接收TCP数据,1024是最大限额或者8192
                print("客户端发来的消息是",data)
                conn.send(data.upper())#发送TCP数据
            except Exception:
                break
        conn.close()
    
    phone.close()
    
    
    #客户端
    import socket
    phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)#买手机
    phone.connect(("127.0.0.1",8080))#主动初始化TCP服务器连接
    while True:#通信循环
        msg=input(">>")
        if not msg:continue#输入信息不能为空
        phone.send(msg.encode("utf8"))#发送TCP数据
        data=phone.recv(1024)
        print(data)
    phone.close()#关闭套接字
    

      

    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客户的链接,(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,数据不会丢失,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
    

    可能遇到的问题

    这个由于服务端仍然在四次挥手的time_wait状态在占用地址

    解决方案:
    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))
    
    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
    

      

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