010-Python-socket编程

客户端/服务器的架构

物理层：网卡，光缆，双绞线

数据链路层：包含源mac地址和目标的mac地址，通过广播通讯

网络层：跑的IP协议，IP地址可以定义到一个子网；通过ARP协议可以解析为mac地址；

传输层：提供端口 0-65535 TCP/UDP基于端口传输的

====》socket抽象层{抽象一堆接口，只要遵循socket标准，就支持TCP/UDP基于端口传输}

应用层：软件

客户端与服务端的连接：

1.服务端连接关键字注释：

import socket

server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 基于网络通信，是TCP协议的通讯
server.bind(("127.0.0.1", 8080))  # 开启 绑定IP以及端口
server.listen(5)  # 监听；进程池的大小5

# conn 三次握手建立的连接, addr 客户端地址 端口
conn, addr = server.accept()
print("TCP 的链接", conn)
print("客户端的地址和端口", addr)

# conn.recv 接收消息；1024 代表接收到 1024个字节 (二进制格式) secv
data = conn.recv(1024)
print("来自于客户端的消息: %s" % data)  # 打印输出内容

# 发消息 给 客户端 send  （将接收的消息转换为大写返回给客户端 二进制）
conn.send(data.upper())

conn.close()  # 关闭连接
server.close()   # 结束套接字

2.客户端连接关键字注释：

import socket

client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 基于网络通信，是TCP协议的通讯
client.connect(("127.0.0.1", 8080))    # 与服务端进行连接；
client.send("Hello".encode("utf-8"))    # 客户端发消息给 服务端 send 需要二进制 encode

# 客户端收取 服务端发过来的消息
data = client.recv(1024)   
print("来自于服务端的数据：%s" % data)

client.close()   # 关闭客户端

输出内容：

# 服务端内容：
TCP 的链接 <socket.socket fd=284, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 8080), raddr=('127.0.0.1', 61799)>
客户端的地址和端口 ('127.0.0.1', 61799)
来自于客户端的消息: b'Hello'

# 客户端内容：
来自于服务端的数据：b'HELLO'

解决粘包问题：

1.服务端解决粘包问题：

#! /usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# Date: 2017/3/4

import socket
import subprocess   # 远程执行命令模块
import struct

server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 基于网络通信，是TCP协议的通讯
server.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)  # 重用ip和端口,在绑定IP 端口之前 bind 之前
server.bind(("127.0.0.1", 8080))  # 开启 绑定IP以及端口
server.listen(5)  # 监听；进程池的大小5

while True:         # 循环连接  循环
    # conn 三次握手建立的连接, addr 客户端地址 端口
    conn, addr = server.accept()
    print("客户端地址：", addr)

    while True:     # 消息传输 循环
        # conn.recv 接收消息；1024 代表接收到 1024个字节 (二进制格式) secv

        try:        # 捕捉异常
            cmd = conn.recv(1024)   # recv 会导致堵塞

            if not cmd:
                break  # 针对Linux 客户端断开后 进入死循环现象；

            print("来自于客户端的消息: %s" % cmd)  # 打印输出内容
            # 发消息 给 客户端 send  （将接收的消息转换为大写返回给客户端 二进制）

            res = subprocess.Popen(cmd.decode("utf-8"),    # 使用 utf-8 解码
                             shell=True,                 # 使用shell 解析
                             stdout=subprocess.PIPE,     # 标准输出定向到 管道
                             stderr=subprocess.PIPE)     # 标准错误输出 定向到 管道

            err = res.stderr.read()
            if err:
                back_msg = err
            else:
                back_msg = res.stdout.read()

#####解决粘包部分#####
            conn.send(struct.pack("i", len(back_msg)))  # 计算出 返回值的长度
            conn.sendall(back_msg)   # sendall将数据循环的返回 将得到的数据 输出返回
#####↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑#####

        except Exception:   # 如果发现 异常，直接break
            break

    conn.close()  # 关闭连接
server.close()   # 结束套接字

2.客户端解决粘包问题

#! /usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# Date: 2017/3/4

import socket
import struct

client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 基于网络通信，是TCP协议的通讯

client.connect(("127.0.0.1", 8080))    # 与服务端进行连接；


while True:
    cmd = input("输入你的命令：").strip()
    if not cmd:
        continue

    client.send(cmd.encode("utf-8"))
#####解决粘包部分#####
    data = client.recv(4)
    data_size = struct.unpack("i", data)[0]

    recv_size = 0       # 收取数据的尺寸
    recv_bytes = b""    # 收到的bytes 用于拼接
    while recv_size < data_size:
        res = client.recv(1024)

        recv_bytes += res
        recv_size += len(res)
#####↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑#####

    print(recv_bytes.decode("gbk"))

当返回值过大时，通过自定义报头方式解决粘包

1.自定义报头，发送方服务端配置

#! /usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# Date: 2017/3/4

import socket
import subprocess   # 远程执行命令模块
import struct
import json

server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 基于网络通信，是TCP协议的通讯
server.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)  # 重用ip和端口,在绑定IP 端口之前 bind 之前
server.bind(("127.0.0.1", 8080))  # 开启 绑定IP以及端口
server.listen(5)  # 监听；进程池的大小5

while True:         # 循环连接  循环
    # conn 三次握手建立的连接, addr 客户端地址 端口
    conn, addr = server.accept()
    print("客户端地址：", addr)

    while True:     # 消息传输 循环
        # conn.recv 接收消息；1024 代表接收到 1024个字节 (二进制格式) secv

        try:        # 捕捉异常
            cmd = conn.recv(1024)   # recv 会导致堵塞

            if not cmd:
                break  # 针对Linux 客户端断开后 进入死循环现象；

            print("来自于客户端的消息: %s" % cmd)  # 打印输出内容
            # 发消息 给 客户端 send  （将接收的消息转换为大写返回给客户端 二进制）

            res = subprocess.Popen(cmd.decode("utf-8"),    # 使用 utf-8 解码
                             shell=True,                 # 使用shell 解析
                             stdout=subprocess.PIPE,     # 标准输出定向到 管道
                             stderr=subprocess.PIPE)     # 标准错误输出 定向到 管道

            err = res.stderr.read()
            if err:
                back_msg = err
            else:
                back_msg = res.stdout.read()
# ########将返回长度记录到字典当中，分三次将所有数据发出
            # 制作字典
            head_dic = {
                "data_size": len(back_msg)
            }

            head_json = json.dumps(head_dic)            # 将字典依照 json 格式存储
            head_bytes = head_json.encode("utf-8")      # 将json 格式 解码为 二进制bytes格式

            conn.send(struct.pack("i", len(head_bytes)))   # 第一次发：将计算的报头head_bytes长度发送给客户端
            conn.send(head_bytes)    # 第二次发：发送报头的数据

            conn.sendall(back_msg)   # 第三次发：sendall将数据循环的返回 将得到的数据 输出返回

        except Exception:   # 如果发现 异常，直接break
            break
# ######↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑

    conn.close()  # 关闭连接
server.close()   # 结束套接字

2.自定义报头，接收客户端配置

#! /usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# Date: 2017/3/4

import socket
import struct
import json

client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 基于网络通信，是TCP协议的通讯
client.connect(("127.0.0.1", 8080))    # 与服务端进行连接；

while True:
    cmd = input("输入你的命令：").strip()
    if not cmd:
        continue

    client.send(cmd.encode("utf-8"))

# 收取 服务端返回的数据：分三次收取
    # 1.收报头的长度
    head = client.recv(4)                     # 收取报头 二进制格式"b'x11x00x00x00'"
    head_size = struct.unpack("i", head)[0]  # 取出报头长度 int "17"

    # 2.收报头：根据报头的长度
    head_bytes = client.recv(head_size)       # 根据报头长度head_size 收取报头 二进制格式"b'{"data_size": 61}'"
    head_json = head_bytes.decode("utf-8")    # 将bytes的格式解码为 json的字符串 "'str'{"data_size": 61}"

    head_dic = json.loads(head_json)          # 将json字符串转换为 字典 "'dict'{'data_size': 61}"
    data_size = head_dic["data_size"]         # 取出真实数据的长度 "61"

    # 3.根据长度-收取真实数据
    recv_size = 0       # 收取数据的尺寸
    recv_bytes = b""    # 收到的bytes 用于拼接
    while recv_size < data_size:
        res = client.recv(1024)

        recv_bytes += res
        recv_size += len(res)
    print(recv_bytes.decode("gbk"))