python之socket网络编程

socket解释

socekt又称为‘套接字’，用于描述IP和地址端口，是一个通信链路的句柄，应用程序通常通过套接字向网络发出请求或者应答网络请求。

socket起源于Unix，所以也遵从“一切皆文件”的基本哲学，对于文件，进行打开/读取/关闭的操作模式。socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）。

socket和file文件的区别：

• file模块是针对指定文件进行打开、读写、关闭操作。
• socket模块是针对服务器和客户端socket进行打开、读写、关闭操作。

Socket对象

sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)

参数一：地址簇

参数	描述
socket.AF_INET	IPv4（默认）
socket.AF_INET6	IPv6
ocket.AF_UNIX	只能够用于单一的Unix系统进程间通信

参数二：类型

参数	描述
socket.SOCK_STREAM	流式socket , for TCP （默认）
socket.SOCK_DGRAM	数据报式socket , for UDP
socket.SOCK_RAW	原始套接字，普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文，而SOCK_RAW可以；其次，SOCK_RAW也可以处理特殊的IPv4报文；此外，利用原始套接字，可以通过IP_HDRINCL套接字选项由用户构造IP头。
socket.SOCK_RDM	是一种可靠的UDP形式，即保证交付数据报但不保证顺序。SOCK_RAM用来提供对原始协议的低级访问，在需要执行某些特殊操作时使用，如发送ICMP报文。SOCK_RAM通常仅限于高级用户或管理员运行的程序使用。
socket.SOCK_SEQPACKET	可靠的连续数据包服务

Socket类方法

方法	描述
s.bind(address)	将套接字绑定到地址。address地址的格式取决于地址族。在AF_INET下，以元组（host,port）的形式表示地址。
sk.listen(backlog)	开始监听传入连接。backlog指定在拒绝连接之前，可以挂起的最大连接数量。
sk.setblocking(bool)	是否阻塞（默认True），如果设置False，那么accept和recv时一旦无数据，则报错。
sk.accept()	接受连接并返回（conn,address）,其中conn是新的套接字对象，可以用来接收和发送数据。address是连接客户端的地址。
sk.connect(address)	连接到address处的套接字。一般，address的格式为元组（hostname,port）,如果连接出错，返回socket.error错误。
sk.connect_ex(address)	同上，只不过会有返回值，连接成功时返回 0 ，连接失败时候返回编码，例如：10061
sk.close()	关闭套接字连接
sk.recv(bufsize[,flag])	接受套接字的数据。数据以字符串形式返回，bufsize指定最多可以接收的数量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。
sk.recvfrom(bufsize[.flag])	与recv()类似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收数据的字符串，address是发送数据的套接字地址。
sk.send(string[,flag])	将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是要发送的字节数量，该数量可能小于string的字节大小。即：可能未将指定内容全部发送。
sk.sendall(string[,flag])	将string中的数据发送到连接的套接字，但在返回之前会尝试发送所有数据。成功返回None，失败则抛出异常。内部通过递归调用send，将所有内容发送出去。
sk.sendto(string[,flag],address)	将数据发送到套接字，address是形式为（ipaddr，port）的元组，指定远程地址。返回值是发送的字节数。该函数主要用于UDP协议。
sk.settimeout(timeout)	设置套接字操作的超时期，timeout是一个浮点数，单位是秒。值为None表示没有超时期。
sk.getpeername()	返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。
sk.getsockname()	返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)
sk.fileno()	套接字的文件描述符

socket编程思路

• TCP服务端

1. 创建套接字，绑定套接字到本地IP与端口
2. 开始监听连接
3. 进入循环，不断接受客户端的连接请求
4. 然后接收传来的数据，并发送给对方数据
5. 传输完毕后，关闭套接字

• TCP客户端

1. 创建套接字，连接远端地址
2. 连接后发送数据和接收数据
3. 传输完毕后，关闭套接字

server端:

import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9999)
sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM,0)
sk.bind(ip_port)

while True:
    data = sk.recv(1024)
    print(data.decode())

client端:

import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9999)

sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM,0)
while True:
    inp = input('数据：').strip()
    if inp == 'exit':
        break
    sk.sendto(bytes(inp,encoding='utf8'),ip_port)

sk.close()

socket粘包问题

sk.recv(1024)中,bufsize值为1024,最多只能接受1024个字节,那么如果client端发送的数据包特别大时,超过了指定的bufsize的值,超过的不分会留在内核缓冲区中，下次调用recv的时候会继续读剩余的字节。这就是所谓的粘包问题,那么怎么解决呢?

类似于http协议,我们可以:

1. 在发送之前先告诉接受数据端我要发送数据的字节大小
2. 接收数据端收到数据后回复给数据发送端一个确认消息
3. 数据发送端收到确认信息后,发送数据
4. 数据接收端循环接受数据,直到数据接受完成,收到完整数据包

client端:

import socket
ip_port=('127.0.0.1',9999)

s=socket.socket()

s.connect(ip_port)

while True:
    send_data=input('>>:').strip()


    if send_data=='exit':break
    if len(send_data)==0:continue
    s.send(bytes(send_data,encoding='utf8'))

    ready_tag=s.recv(1024)
    ready_tag=str(ready_tag,encoding='utf8')
    if ready_tag.startswith('Ready'):
        msg_size=int(ready_tag.split('|')[-1])
        print(msg_size)
    start_tag='Start'
    s.send(bytes(start_tag,encoding='utf8'))

    recv_size=0
    recv_msg=b''

    while recv_size < msg_size:
        recv_data=s.recv(1024)
        recv_msg+=recv_data
        recv_size+=len(recv_data)

    print(str(recv_msg,encoding='utf8'))


s.close()

server端:

import socket,subprocess
ip_port=('127.0.0.1',9999)

s=socket.socket()

s.bind(ip_port)

s.listen(5)


while True:
    conn,addr=s.accept()
    while True:
        try:
            recv_data=conn.recv(1024)
            if recv_data==0:break
            p=subprocess.Popen(str(recv_data,encoding='utf8'),shell=True,stdout=subprocess.PIPE)
            res=p.stdout.read()
            if len(res)==0:
                send_data='cmd ERROR'
                send_data=bytes(send_data,encoding='utf8')
            else:
                send_data=res
            ready_tag='Ready|%s'%len(send_data)
            conn.send(bytes(ready_tag,encoding='utf8'))

            feedback=conn.recv(1024)
            feedback=str(feedback,encoding='utf8')

            if feedback.startswith('Start'):
                conn.send(send_data)

        except Exception as ex:
            break

    conn.close()