[Python 网络编程] TCP、简单socket模拟ssh (一)

OSI七层模型（Open System Interconnection，开放式系统互联）

应用层
    网络进程访问应用层：
        为应用程序进程(例如：电子邮件、文件传输和终端仿真)提供网络服务；
        提供用户身份验证

表示层
    数据表示：
        确保接收系统可以读出该数据；
        格式化数据；
        构建数据；
        协商用于应用层的数据传输语法；
        提供加密

回话层
    主机间通信：
        建立、管理和终止在应用程序之间的会话

传输层     
    传输问题：
        确保数据传输的可靠性；
        建立、维护和终止虚拟电路；
        通过错误检测和恢复；
        信息流控制来保证可靠性

网络层     
    数据传输：
        路由数据包；
        选择传递数据的最佳路径；
        支持逻辑寻址和路径选择


数据链路层  
    访问介质：
        定义如何格式化数据以便进行传输以及如何控制对网络的访问；
        支持错误检测


物理层     
    二进制传输：单位比特
        为启动、维护以及关闭物理链路定义了电器规范、机械规范、过程规范和功能 

　　

socket    实例化一个套接字

bind      绑定到地址和端口

listen    开始监听

accept   等待wait传入连接

recv   接受数据

send   发送数据(默认发送大小是32768(32k)大小)

sendall 发送所有数据

close  关闭socket

　　

 一、简单的通信过程

服务端：

import socket


#实例化，绑定，监听，等待，解构(标识,ip-port)，接收，回应，关闭
server = socket.socket()

server.bind(('localhost',6969))
server.listen()
print('开始监听...')

conn,addr = server.accept()
print(conn,addr)

data = conn.recv(1024)
print('服务端接收到数据:',data.decode())

conn.send('Hi, i am the server.'.encode())

server.close()

　　

客户端：

import socket


#实例化，连接，发送，接收回应，关闭
client = socket.socket()

client.connect(('localhost',6969))

client.send('Hi,i am the client.'.encode())
print('发送数据...')

data = client.recv(1024)
print('客户端接收到数据:',data.decode())

client.close()

　

输出结果：　

1. 先运行服务端，监听端口，开始等待传入数据：

开始监听...

2. 启动客户端，发送数据，接收响应：

发送数据...
客户端接收到数据: Hi, i am the server.

　　

3. 回到服务端，查看接收到的数据：

开始监听...
<socket.socket fd=6, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 6969), raddr=('127.0.0.1', 55149)> ('127.0.0.1', 55149)
接收到的数据: Hi,i am the client.

　　

二、模拟ssh远程命令执行

服务器端：

import socket
import time
import os

#实例化，绑定，监听，等待，解构(标识,ip-port)，接收,响应，关闭
server = socket.socket()

server.bind(('localhost', 6969))
server.listen(3) #表示当正在处理一个连接时，最多可以按顺序挂起接下来的3个连接(可以理解成排队)，如果第4个来连接，过了一定时间就会抛出超时异常：TimeoutError: [Errno 60] Operation timed out
print('开始监听...')

try:
    while True:
        conn,addr = server.accept()
        # print(conn,addr)
        peerip,peerport = conn.getpeername()
        localip,localport = conn.getsockname()
        print('{}:{} --> {}:{}'.format(peerip,peerport,localip,localport))

        while True:
            data = conn.recv(1024)
            if not data:
                break
            print(data.decode())
            ret = os.popen(data.decode()).read()
            conn.send(ret.encode())
    server.close()
except KeyboardInterrupt as e:
    print('连接被中断...')

　　

　　

客户端

import socket


#实例化，连接，发送，接收响应，关闭
client = socket.socket()

client.connect(('localhost',6969))
print('正在连接服务端...')

while True:
    msg = input('>>>').strip()
    # print('正在发送数据...')
    if not msg:
        continue
    client.send(msg.encode())
    # print('已发送...')

    data = client.recv(1024)
    if not data:
        break
    print(data.decode())

client.close()

　　

　　

运行结果：

1. 服务端：

开始监听...

2. 客户端(可以输入执行的命令，接收到服务端返回的执行结果)：

正在连接服务端...
>>>ls -l
total 48
-rw-r--r--  1 zhangsan  staff   222 Nov 10 10:37 1.0.py
-rw-r--r--  1 zhangsan  staff   433 Nov 10 16:49 2.0.py
-rw-r--r--  1 zhangsan  staff   158 Nov 10 23:18 error.log
-rw-r--r--  1 zhangsan  staff   437 Nov 11 14:10 socket_client1.py
-rw-r--r--  1 zhangsan  staff  1010 Nov 11 14:21 socket_server1.py
-rw-r--r--  1 zhangsan  staff   608 Nov 10 23:31 异常处理.py

>>>ls -l ../
total 0
drwxr-xr-x   7 zhangsan  staff  224 Nov  8 12:51 1106
drwxr-xr-x  11 zhangsan  staff  352 Nov  9 11:33 1108
drwxr-xr-x   8 zhangsan  staff  256 Nov 11 14:21 1110

>>>

　　

　　

3. 服务端：　　

开始监听...
127.0.0.1:56380 --> 127.0.0.1:6969
ls -l
ls -l ../    #记录执行的命令

　　

 协议簇：

AF_INET   IPV4

AF_INET6  IPV6

AF_UNIX  本地地址

协议： Protocol

SOCK_STREAM  TCP

SOCK_DGRAM  UDP

SOCK_RAW    原始套接字，可伪造源IP等数据