20181218 实验三《Python程序设计》实验报告

20181218 2019-2020-2 《Python程序设计》实验三报告

课程：《Python程序设计》
班级： 1812
姓名：
学号：20181218
实验教师：王志强
实验日期：2020年5月16日
必修/选修： 公选课

目录

• 20181218 2019-2020-2 《Python程序设计》实验三报告
  • 1.实验内容
  • 2. 实验过程及结果
    • 实现服务端和客户端通信
    • 文件的读写
    • 加密和解密
    • 运行测试
    • 码云链接
  • 3. 实验过程中遇到的问题和解决过程
  • 其他（感悟、思考等）
  • 参考资料

1.实验内容

创建服务端和客户端，服务端在特定端口监听多个客户请求。客户端和服务端通过Socket套接字（TCP/UDP）进行通信。

2. 实验过程及结果

实现服务端和客户端通信

这一部分之前在课程中已经能够实现。但是只能实现本机通信，我尝试与另一位同学实现远程通信，最终成功的方法是使用他租赁的服务器。
服务端代码：

import socket
# 服务器端的socket初始化
s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # arg1:服务器之间网络通信；arg2:流式socket,for TCP
s.bind(('127.0.0.1',8081)) # 绑定，port:0-65535

s.listen() # 监听
conn,address = s.accept()
data = conn.recv(1024) # 接收客户端发送数据的时候不可以用s.recv()
print(data.decode())
conn.sendall(('服务器已经接收到了数据内容：'+str(data.decode())).encode())
s.close()

客户端代码：

import socket
# 客户端的socket初始化
s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # arg1:服务器之间网络通信；arg2:流式socket,for TCP
s.connect(('127.0.0.1',8081)) # 连接，元祖的形式（ip地址,端口）
# 发送数据
str = input('请输入要传输的内容：')
s.sendall(str.encode())
# 接收数据
data = s.recv(1024) # arg:接收大小
print(data.decode())
# 关闭套接字
s.close()

以上代码只能实现一次通信，为了可以传递多条信息，添加while循环。注意服务端需要两个循环嵌套。
服务端代码：

import socket
# 服务器端的socket初始化
s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # arg1:服务器之间网络通信；arg2:流式socket,for TCP
s.bind(('127.0.0.1',8081)) # 绑定，port:0-65535

s.listen() # 监听
while(1):
    conn,address = s.accept()
    while(1):    
        data = conn.recv(1024) # 接收客户端发送数据的时候不可以用s.recv()
        print(data.decode())
        conn.sendall(('服务器已经接收到了数据内容：'+str(data.decode())).encode())
s.close()

客户端代码：

import socket
# 客户端的socket初始化
s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # arg1:服务器之间网络通信；arg2:流式socket,for TCP
s.connect(('127.0.0.1',8081)) # 连接，元祖的形式（ip地址,端口）
while(1):
    # 发送数据
    str = input('请输入要传输的内容：')
    s.sendall(str.encode())
    # 接收数据
    data = s.recv(1024) # arg:接收大小
    print(data.decode())
# 关闭套接字
s.close()

文件的读写

用with open帮助我们自动关闭文件。f.read()和f.write()方法可以轻松读写整个文件的内容，保存在一个字符串中，注意与传输中二进制格式的转换即可。客户端只需要以r模式打开文件并读取文件内容，可以读取多个文件的内容，依次传输给服务端；服务端初始时以w模式打开待写入的文件，清空里面的内容，然后通信开始后，每次传输时以a模式打开待写入文件，这样就可以把每次通信传输的内容都保存下来。
服务端代码：

import socket

# 服务器端的socket初始化
s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # arg1:服务器之间网络通信；arg2:流式socket,for TCP
s.bind(('127.0.0.1',8081)) # 绑定，port:0-65535

s.listen() # 监听
# 新建并清空用于服务端存储信息的文件
with open('server_got.txt', 'w') as f:
    pass
while 1:
    conn,address = s.accept()
    while 1:
        data = conn.recv(1024) # 接收客户端发送数据的时候不可以用s.recv()
        print(data.decode())
        # 将收到并解密后的数据写入文件
        with open('server_got.txt', 'a') as f:
            f.write(data.decode())
            f.close()
        conn.sendall(('服务器已经接收到了数据内容：'+str(data.decode())).encode())
s.close()

客户端代码：

import socket
from gmssl.sm4 import CryptSM4, SM4_ENCRYPT, SM4_DECRYPT

# 客户端的socket初始化
s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # arg1:服务器之间网络通信；arg2:流式socket,for TCP
s.connect(('127.0.0.1',8081)) # 连接，元祖的形式（ip地址,端口）
while 1:
    # 从文件读取数据
    fp = input('请输入要传输的文件名：')
    with open(fp, 'r') as f:
        str  = f.read()
    # 发送数据
    s.sendall(str.encode())
    # 接收数据
    data = s.recv(1024) # arg:接收大小
    print(data.decode())
# 关闭套接字
s.close()

加密和解密

这里我使用的是SM4算法，对称加密和解密。注意bytes类型即可。
服务端代码：

import socket
from gmssl.sm4 import CryptSM4, SM4_ENCRYPT, SM4_DECRYPT

# 服务器端的socket初始化
s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # arg1:服务器之间网络通信；arg2:流式socket,for TCP
s.bind(('127.0.0.1',8081)) # 绑定，port:0-65535

s.listen() # 监听
# 新建并清空用于服务端存储信息的文件
with open('server_got.txt', 'w') as f:
    pass
while 1:
    conn,address = s.accept()
    while 1:
        data = conn.recv(1024) # 接收客户端发送数据的时候不可以用s.recv()
        # 解密
        key = b'3l5butlj26hvv313'
        crypt_sm4 = CryptSM4()
        crypt_sm4.set_key(key, SM4_DECRYPT)
        decrypt_value = crypt_sm4.crypt_ecb(data)  # bytes类型

        print(decrypt_value.decode())
        # 将收到并解密后的数据写入文件
        with open('server_got.txt', 'a') as f:
            f.write(decrypt_value.decode())
            f.close()
        conn.sendall(('服务器已经接收到了数据内容：'+str(decrypt_value.decode())).encode())
s.close()

客户端代码：

import socket
from gmssl.sm4 import CryptSM4, SM4_ENCRYPT, SM4_DECRYPT

# 客户端的socket初始化
s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # arg1:服务器之间网络通信；arg2:流式socket,for TCP
s.connect(('127.0.0.1',8081)) # 连接，元祖的形式（ip地址,端口）
while 1:
    # 从文件读取数据
    fp = input('请输入要传输的文件名：')
    with open(fp, 'r') as f:
        str  = f.read()
    # 加密
    key = b'3l5butlj26hvv313'
    value = str.encode()
    crypt_sm4 = CryptSM4()
    crypt_sm4.set_key(key, SM4_ENCRYPT)
    encrypt_value = crypt_sm4.crypt_ecb(value)  # bytes类型
    # 发送数据
    s.sendall(encrypt_value)
    # 接收数据
    data = s.recv(1024) # arg:接收大小
    print(data.decode())
# 关闭套接字
s.close()

运行测试

首先启动server代码，然后启动client代码。
在client端输入要传输的文件路径和文件名（这里测试时进行了两次循环，依次传输了exp3.txt和test.txt两个文件），服务端读取文件数据后加密并传输给服务端

服务端依次收到并解密，写入文件

客户端读取的两个文件内容如下：

服务端写入后的文件内容如下：

码云链接

Server端代码
Client端代码

3. 实验过程中遇到的问题和解决过程

无。

其他（感悟、思考等）

Python可以非常简洁地实现通信，很好。

参考资料

Python 读写文件
支持国密算法的 Python 加密包 gmssl-python