网络编程协议(TCP和UDP协议,粘包问题)以及socketserver模块

网络编程协议

1.osi七层模型

应用层  表示层  会话层  传输层  网络层  数据链路层  物理层

2.套接字 socket 

有两类,一种基于文件类型,一种基于网络类型

3.Tcp和udp协议

Tcp协议:面向连接,数据可靠,传输效率低,面向字节流

　建立连接与断开连接的过程(三次握手,四次挥手)

　建立连接(三次握手):

　　　　　 1.客户端先发出消息到服务端,请求连接

　　　　　 2.服务端收到信息后,给客户端反馈一个信息,等待客户端回复

　　　　　 3.客户端收到服务端的反馈信息后,再像服务端发出收到消息,连接建立

　断开连接(四次挥手):

　　　　　　1.客户端先发出消息到服务端,请求断开连接

　　　　　 2.服务端先发送一个信息,让客户端进行等待服务端处理通道中的数据

　　　　　 3.服务端处理完通道中的数据,给客户端发送一个信息,表示已经处理完数据,等待客户端回复

　　　　　 4.客户端收到消息后,给服务端发送一个回复信息,服务端收到后,断开连接

tcp服务端

import socket

server = socket.socket()
server.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
ip_port = ("127.0.0.1",8004)
server.bind(ip_port)
server.listen(3)

while 1:
    conn,addr = server.accept()
    while 1:
        from_client_msg = conn.recv(1024)
        from_client_str = from_client_msg.decode("utf-8")
        print(from_client_str)
        to_client_msg = input("服务输入")
        conn.send(to_client_msg.encode("utf-8"))

tcp客户端

import socket

client = socket.socket()
ip_port = ("127.0.0.1",8004)
client.connect(ip_port)

while 1:
    to_server_msg = input("客户输入")
    client.send(to_server_msg.encode("utf-8"))
    from_server_msg = client.recv(1024)
    print(from_server_msg.decode("utf-8"))

Udp协议:面向无连接,数据不可靠,传输效率高,面向报文

upd服务端

import socket

udp_server = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
ip_port = ("127.0.0.1",8007)
udp_server.bind(ip_port)

from_client_msg,client_addr = udp_server.recvfrom(1024)

udp_server.sendto(b"gun",client_addr)
print(from_client_msg,client_addr)

upd客户端

import socket

udp_client = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
ip_port = ("127.0.0.1",8007)

udp_client.sendto(b"hello",ip_port)

from_server_msg,server_addr = udp_client.recvfrom(1024)
print(from_server_msg,server_addr)

现在多用Tcp协议,这个更安全,但是Tcp长连接有一些问题, 会出现粘包现象, 这种现象是由缓冲区引起的

缓冲区:  将程序和网络解耦

输入缓冲区

输出缓冲区

Import Subprocess

    sub_obj = subprocess.Popen(

        ‘dir’,

        shell=True,

        stdout=subprocess.PIPE,  #正确结果的存放位置

        stderr=subprocess.PIPE   #错误结果的存放位置

　)

4.粘包

两种粘包现象:

1 连续的小包可能会被优化算法给组合到一起进行发送

2 第一次如果发送的数据大小2000B,接收端一次性接受大小为1024B,这就导致剩下的内容会被下一次recv接收到,导致结果错乱

解决粘包的方法:

方案一:

由于双方不知道对方发送数据的长度,导致接收的时候,可能接收不全,或者多接收另外一次发送的信息内容,所以在发送真实数据之前,要先发送数据的长度,接收端根据长度来接收后面的真实数据,但是双方有一个交互确认的过程

方案二:

使用Struct模块,在发送前,把文件的大小打包,做成报头,把报头放在文件真实内容之前;在接收时,对发送过来的文件进行解包,然后打印文件真实内容.

打包:struct.pack(‘i’,长度)

解包:struct.unpack(‘i’,字节)

socketserver模块实现并发

　　我们之前写的tcp协议的socket是不是一次只能和一个客户端通信，如果用socketserver可以实现和多个客户端通信。它是在socket的基础上进行了一层封装，也就是说底层还是调用的socket。后面我们要写的FTP作业，需要用它来实现并发，也就是同时可以和多个客户端进行通信，多个人可以同时进行上传下载等。

服务端代码

import socketserver

class Myserver(socketserver.BaseRequestHandler):
    def handle(self):
        while 1:
            from_client_msg = self.request.recv(1024)
            print(from_client_msg.decode("utf-8"))
            msg = input("服务")
            self.request.send(msg.encode("utf-8"))

if __name__ == '__main__':
    ip_port = ("127.0.0.1",8001)
    server = socketserver.ThreadingTCPServer(ip_port,Myserver)
    server.serve_forever()

客户端代码

import socket

client = socket.socket()
client.connect(("127.0.0.1",8001))

while 1:
    client_msg = input("客户:")
    client.send(client_msg.encode("utf-8"))

    from_server_msg = client.recv(1024)
    print(from_server_msg.decode("utf-8"))