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  • 网络编程——socket编程

    一、C/S架构介绍

    C/S架构    C:clint(客户端软件)
                S:server(服务端软件)

      python程序员是应用开发程序员,开发的软件都是应用软件,应用软件必须运行于操作系统之上,操作系统则运行于硬件上,应用软件不能直接操作硬件,应用软件对硬件的操作必须调用操作系统接口,由操作系统操作硬件。

    客户端软件基于网络发送消息给服务端软件流程:
      1、客户端软件产生数据,存放于客户端软件的内存中,然后调用接口将自己内存中的数据发送/拷贝给操作系统内存
      2、客户端操作系统收到数据后,按照客户端软件指定的协议、调用网卡发送数据
      3、网络传输数据
      4、服务端软件调用系统接口,想要将数据从操作系统内存拷贝到自己的内存中
      5、服务端操作系统受到4的指令后,使用与客户端相同的协议,从网卡接收到数据,然后拷贝给服务端软件

      假设我现在要写一个程序,给另一台计算机发数据,必须通过tcp/ip协议 ,但具体的实现过程是什么呢?我应该怎么操作才能把数据封装成tcp/ip的包,又执行什么指令才能把数据发到对端机器上呢?

      简而言之,socket这个东东干的事情,就是帮你把tcp/ip协议层的各种数据封装啦、数据发送、接收等通过代码已经给你封装好了,你只需要调用几行代码,就可以给别的机器发消息了。

    二、计算机网络

      计算机之间的通信首先要有物理链接介质,比如网线,交换机,路由器等网络设备。

      通信的线路建好之后,只是物理层面有了可以承载数据的介质,要想通信,还需要我们按照某种规则组织我们的数据,这样对方在接收到数据后就可以按照相同的规则去解析出数据。

    三、TCP/IP

      按照功能不同,人们将互联网协议分为osi七层或tcp/ip五层或tcp/ip四层。

      http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5937962.html#_label5

    TCP/IP五层
      1、应用层:规定应用程序的数据格式。
      2、传输层:建立端口到端口的通信

    """
        端口范围0-65535,0-1023为系统占用端口
        传输层有两种协议,TCP和UDP:
        tcp协议:
        可靠传输,TCP数据包没有长度限制,理论上可以无限长,但是为了保证网络的效率,通常  TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度,以确保单个TCP数据包不必再分割。
        udp协议:
        不可靠传输,”报头”部分一共只有8个字节,总长度不超过65,535字节,正好放进一个IP数据包。
    """
    传输层详解

      3、网络层:引入一套新的地址用来区分不同的广播域/子网,这套地址即网络地址

    """
    ip协议:
        1、规定网络地址的协议叫ip协议,它定义的地址称之为ip地址,广泛采用的v4版本即ipv4,它规定网络地址由32位2进制表示
        2、范围0.0.0.0-255.255.255.255
        3、一个ip地址通常写成四段十进制数,例:172.16.10.1
        
    子网掩码:
        所谓”子网掩码”,就是表示子网络特征的一个参数。它在形式上等同于IP地址,也是一个32位二进制数字,
        它的网络部分全部为1,主机部分全部为0。比如,IP地址172.16.10.1,如果已知网络部分是前24位,
        主机部分是后8位,那么子网络掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000,写成十进制就是255.255.255.0。
    """
    网络层详解

      4、数据链路层:定义了电信号的分组方式,分组方式后来形成了统一的标准,即以太网协议ethernet

    """
        ethernet规定:
            1、一组电信号构成一个数据包,叫做‘帧’
            2、每一数据帧分成:报头head和数据data两部分
    
        head包含:(固定18个字节)
            发送者/源地址,6个字节
            接收者/目标地址,6个字节
            数据类型,6个字节
        
        data包含:(最短46字节,最长1500字节)
            数据包的具体内容
        
        head长度+data长度=最短64字节,最长1518字节,超过最大限制就分片发送
    
        mac地址:(标识子网内,一台机器的位置)
            ethernet规定接入internet的设备都必须具备网卡,发送端和接收端的地址便是指网卡的地址,即mac地址
            每块网卡出厂时都被烧制上一个世界唯一的mac地址,长度为48位2进制,通常由12位16进制数表示(前六位是厂商编号,后六位是流水线号)
        
        广播:
            有了mac地址,同一网络内的两台主机就可以通信了(一台主机通过arp协议获取另外一台主机的mac地址)
            ethernet采用最原始的方式,广播的方式进行通信,即计算机通信基本靠吼
    
        ## 以太网协议基于MAC地址的广播,只能在局域网吼。##
    """
    数据链路层详解

      5、物理层:主要是基于电器特性发送高低电压(电信号),高电压对应数字1,低电压对应数字0

    四、OSI七层模型

      OSI/RM模型(Open System Interconnection / Reference Model)的设计目的是成为一个所有计算机厂商都能实现的开放网络模型,来克服使用众多私有网络模型所带来的困难和低效性。
      1、应用层   2、表示层   3、会话层
      4、传输层
      5、网络层
      6、数据链路层
      7、物理层

    五、socket

      Socket是应用层TCP/IP协议族(传输层)通信的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。

      所以,我们无需深入理解tcp/udp协议,socket已经为我们封装好了,我们只需要遵循socket的规定去编程,写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的。

      

      也有人将socket说成ip+port,ip是用来标识互联网中的一台主机的位置,而port是用来标识这台机器上的一个应用程序,ip地址是配置到网卡上的,而port是应用程序开启的,ip与port的绑定就标识了互联网中独一无二的一个应用程序。   

      而程序的pid是同一台机器上不同进程或者线程的标识。

    五、套接字发展和分类

      套接字起源于 20 世纪 70 年代加利福尼亚大学伯克利分校版本的 Unix,即人们所说的 BSD Unix。 因此,有时人们也把套接字称为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一开始,套接字被设计用在同 一台主机上多个应用程序之间的通讯。这也被称进程间通讯,或 IPC。套接字有两种(或者称为有两个种族),分别是基于文件型的和基于网络型的。

    # socket实例化方式
    socket.socket(family=AF_INET, type=SOCK_STREAM, proto=0, fileno=None)
    # proto=0 可忽略,特殊用途
    # fileno=None 可忽略,特殊用途

    1、基于文件类型的套接字家族

      套接字家族名:AF_UNIX

      unix一切皆文件,基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据,两个套接字进程运行在同一机器,可以通过访问同一个文件系统间接完成通信。

    2、基于网络类型的套接字家族

      套接字家族名:AF_INET

      所有地址家族中,AF_INET是使用最广泛的一个,python支持很多种地址家族,但是由于我们只关心网络编程,所以大部分时候我么只使用AF_INET

    3、socket type类型

    socket.SOCK_STREAM   #for tcp
    socket.SOCK_DGRAM    #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   #废弃了

    六、套接字工作流程

      套接字工作流程图如下:

      

      流程解析:服务器端先初始化Socket,然后与端口绑定(bind),对端口进行监听(listen),调用accept阻塞,等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket,然后连接服务器(connect),如果连接成功,这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求,然后把回应数据发送给客户端,客户端读取数据,最后关闭连接,一次交互结束。

    1、socket()模块函数用法

    import socket
    socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)
    socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默认值为 0。
    
    获取tcp/ip套接字
    tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    获取udp/ip套接字
    udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    
    由于 socket 模块中有太多的属性。我们在这里破例使用了'from module import *'语句。使用 'from socket import *',我们就把 socket 模块里的所有属性都带到我们的命名空间里了,这样能 大幅减短我们的代码。
    例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

    2、服务端套接字函数

    s.bind()     绑定(主机,端口号)到套接字
    s.listen()    开始TCP监听
    s.accept()    被动接受TCP客户的连接,(阻塞式)等待连接到来

    3、客户端套接字函数

    s.connect()      主动初始化TCP服务器连接
    s.connect_ex()     connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常

    4、公共用途的套接字函数

    s.recv()            接收TCP数据
    s.send()            发送TCP数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)
    s.sendall()         发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用send直到发完)
    s.recvfrom()        接收UDP数据
    s.sendto()          发送UDP数据
    s.getpeername()     连接到当前套接字的远端的地址
    s.getsockname()     当前套接字的地址
    s.getsockopt()      返回指定套接字的参数
    s.setsockopt()      设置指定套接字的参数
    s.close()           关闭套接字

    5、面向锁的套接字方法

    s.setblocking()     设置套接字的阻塞与非阻塞模式
    s.settimeout()      设置阻塞套接字操作的超时时间
    s.gettimeout()      得到阻塞套接字操作的超时时间

    6、面向文件的套接字的函数

    s.fileno()          套接字的文件描述符
    s.makefile()        创建一个与该套接字相关的文件
    1:用打电话的流程快速描述socket通信
    2:服务端和客户端加上基于一次链接的循环通信
    3:客户端发送空,卡主,证明是从哪个位置卡的
    服务端:
    from socket import *
    phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    phone.bind(('127.0.0.1',8081))
    phone.listen(5)
    
    conn,addr=phone.accept()
    while True:
        data=conn.recv(1024)
        print('server===>')
        print(data)
        conn.send(data.upper())
    conn.close()
    phone.close()
    客户端:
    from socket import *
    
    phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    phone.connect(('127.0.0.1',8081))
    
    while True:
        msg=input('>>: ').strip()
        phone.send(msg.encode('utf-8'))
        print('client====>')
        data=phone.recv(1024)
        print(data)
    
    说明卡的原因:缓冲区为空recv就卡住,引出原理图
    
    
    
    4.演示客户端断开链接,服务端的情况,提供解决方法
    
    5.演示服务端不能重复接受链接,而服务器都是正常运行不断来接受客户链接的
    
    6:简单演示udp
    服务端
    from socket import *
    phone=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
    phone.bind(('127.0.0.1',8082))
    while True:
        msg,addr=phone.recvfrom(1024)
        phone.sendto(msg.upper(),addr)
    客户端
    from socket import *
    phone=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
    while True:
        msg=input('>>: ')
        phone.sendto(msg.encode('utf-8'),('127.0.0.1',8082))
        msg,addr=phone.recvfrom(1024)
        print(msg)
    
    udp客户端可以并发演示
    udp客户端可以输入为空演示,说出recvfrom与recv的区别,暂且不提tcp流和udp报的概念,留到粘包去说
    socket实验推演流程

    七、基于TCP的套接字 

      tcp是基于链接的,必须先启动服务端,然后再启动客户端去链接服务端

    服务端:

    import socket
    
    # 1、买手机
    phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 基于网络通讯的,基于TCP协议的一个套接字
    # print(phone)
    """
    <socket.socket fd=3, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('0.0.0.0', 0)>
    """
    
    # 2、绑定手机卡
    phone.bind(('127.0.0.1', 9001))  # 本地回环地址,  端口0-65535(0-1024归系统使用)
    
    # 3、开机
    phone.listen(5)  # 最大挂起的链接数
    
    # 4、等电话链接
    print('starting...')
    # res = phone.accept()  # 程序卡在这一步
    # print(res)  # res包含链接对象
    """
    starting...
    ===》
    (<socket.socket fd=4, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 8080), raddr=('127.0.0.1', 55868)>, ('127.0.0.1', 55868))
    """
    # 改写分拆两个元组元素
    conn, client_addr = phone.accept()
    print(conn)
    print(client_addr)
    print('got a new connection from %s' % (client_addr, ))
    """
    <socket.socket fd=4, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 8080), raddr=('127.0.0.1', 55925)>
    ('127.0.0.1', 65197)
    got a new connection from ('127.0.0.1', 65197)
    """
    
    # 5、收发消息
    data = conn.recv(1024)  # 1、单位是bytes 2、1024代表接收数据的最大数是1024个bytes
    print('客户端数据', data)
    
    conn.send(data.upper())  # 数据修改为大写后发送
    
    # 6、挂电话
    conn.close()
    
    # 7、关机
    phone.close()
    """
    客户端数据 b'hello'
    """

    客户端:

    import socket
    # 1、买手机
    phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 基于网络通讯的,基于TCP协议的一个套接字
    #print(phone)
    
    # 2、拨号
    phone.connect(('127.0.0.1', 8080))  # 服务端先启动后启动客户端
    
    # 3、发、收消息
    phone.send('hello'.encode('utf-8'))
    data = phone.recv(1024)
    print(data)
    
    # 4、关闭
    phone.close()
    """
    b'HELLO'
    """

      上面是以打电话为例实现了一个low版的套接字通信,但是如果需要多次发送,需要加上通信循环。

    import socket
    # 1、买手机
    phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 基于网络通讯的,基于TCP协议的一个套接字
    # 2、绑定手机卡
    phone.bind(('127.0.0.1', 8080))  # 本地回环地址,  端口0-65535(0-1024归系统使用)
    # 3、开机
    phone.listen(5)  # 最大挂起的链接数(TCP协议需要)
    # 4、等电话链接
    print('starting...')
    conn, client_addr = phone.accept()  # accept是建立链接
    print(client_addr)  # 客户端一启动打印 ('127.0.0.1',56641)
    
    # 5、收发消息
    while True:  # 通信循环
        data = conn.recv(1024)  # 1、单位是bytes 2、1024代表接收数据的最大数是1024个bytes
        print('客户端数据', data)
    
        conn.send(data.upper())  # 数据修改为大写后发送
    # 6、挂电话
    conn.close()
    # 7、关机
    phone.close()
    """
    starting...
    ('127.0.0.1', 56641)
    客户端数据 b'hello'
    客户端数据 b'xiugeng'
    """
    服务端-添加通讯循环
    import socket
    # 1、买手机
    phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 基于网络通讯的,基于TCP协议的一个套接字
    #print(phone)
    
    # 2、拨号
    phone.connect(('127.0.0.1', 8080))  # 服务端先启动后启动客户端
    
    # 3、发、收消息
    while True:  # 通信循环
        msg = input('>>:').strip()
        phone.send(msg.encode('utf-8'))
        data = phone.recv(1024)  # 收到服务端大写之后的字符
        print(data)
    
    # 4、关闭
    phone.close()
    """
    >>:hello
    b'HELLO'
    >>:xiugeng
    b'XIUGENG'
    """
    客户端-添加通信循环

      解决重启服务端时,服务端仍存在四次挥手的time_wait状态占用地址的情况(深入研究1.tcp三次握手,四次挥手 2.syn洪水攻击 3.服务器高并发情况下会有大量的time_wait状态的优化方法),无法重启服务端,修改代码如下:

    import socket
    
    phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    # 解决重启服务端时,服务端仍存在四次挥手的time_wait状态占用地址的情况:
    # 方法一:加入一条socket配置,重用ip和端口
    phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)  # 在bind前,启动关闭服务端时,系统端口没有回收,可以重用端口
    # 方法二:调整linux内核参数
    """
    在 /etc/sysctl.conf文件中添加:
    net.ipv4.tcp_syncookies = 1  # 表示开启SYN Cookies,启用cookies来处理,可防范少量SYN攻击,默认为0,表示关闭
    net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1   # 表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接,默认为0,表示关闭
    net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1  #表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收,默认为0,表示关闭
    net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30   # 修改系统默认的TIMEOUT时间
    
    执行 /sbin/sysctl -p让参数生效
    """
    
    phone.bind(('127.0.0.1', 8080))
    phone.listen(5)  # 最大挂起的链接数
    print('starting...')
    conn, client_addr = phone.accept()
    print(client_addr)
    
    while True:  # 通信循环
        try:
            data = conn.recv(1024)  # 客户端发出空消息,服务端没有收到
            if not data:break #  # 适用与Linux操作系统
            print('客户端数据', data)
    
            conn.send(data.upper())
        except ConnectionResetError: # 适用于windiws的操作系统
            break
    
    conn.close()
    phone.close()
    服务端-bug修复
    import socket
    
    phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 基于网络通讯的,基于TCP协议的一个套接字
    
    phone.connect(('127.0.0.1', 8080))  # 服务端先启动后启动客户端
    
    while True:  # 通信循环
        msg = input('>>:').strip()  # msg=''
        # 修改办法
        if not msg:continue  # 输入空,不发送消息
        phone.send(msg.encode('utf-8'))  # phone.send(b'')
        # print('has send') # 定位不能发空的缘故
        data = phone.recv(1024)  # 服务端没有回消息,因此收不到消息
        print(data.decode('utf-8'))
    
    phone.close()
    客户端-bug修复
    net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时,启用cookies来处理,可防范少量SYN攻击,默认为0,表示关闭;
    net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接,默认为0,表示关闭;
    net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收,默认为0,表示关闭。
    net.ipv4.tcp_fin_timeout 修改系統默认的 TIMEOUT 时间

      添加链接循环,当上一个链接结束后,等待下一个客户端接入。

    import socket
    
    """
    需要服务端一直提供服务,
    """
    phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
    phone.bind(('127.0.0.1', 8080))
    phone.listen(5)  # 最大挂起的链接数
    
    print('starting...')
    """
    需要服务端一直提供服务,再添加一个循环。服务端的工作主要是:1、建立链接;2、通信
    需要注意的是:服务端可以一直提供服务,但是不能并发。只有等前一个链接断了后,下一个客户端才能链接
    """
    while True:  # 链接循环
        # 创建链接
        conn, client_addr = phone.accept()
        print(client_addr)
    
        while True:  # 通信循环
            try:
                data = conn.recv(1024)
                if not data:break
                print('客户端数据', data)
    
                conn.send(data.upper())
            except ConnectionResetError:
                break
    
        conn.close()
    
    phone.close()
    服务端-添加链接循环
    import socket
    
    phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 基于网络通讯的,基于TCP协议的一个套接字
    
    phone.connect(('127.0.0.1', 8080))  # 服务端先启动后启动客户端
    
    while True:  # 通信循环
        msg = input('>>:').strip()  # msg=''
        # 修改办法
        if not msg:continue  # 输入空,不发送消息
        phone.send(msg.encode('utf-8'))  # phone.send(b'')
        # print('has send') # 定位不能发空的缘故
        data = phone.recv(1024)  # 服务端没有回消息,因此收不到消息
        print(data.decode('utf-8'))
    
    phone.close()
    客户端-添加链接循环

    八、subprocess模块 

      之前学过os模块来执行系统命令:

    import os
    
    cmd = os.popen('df -h')
    cmd = cmd.read()
    print(cmd)

      subprocess命令执行的结果就是bytes,无需转变格式就可以给客户端、服务端使用。

    import subprocess
    obj = subprocess.Popen('dxxxs', shell=True,
                     stdout=subprocess.PIPE,  # stdout:正确结果;管道
                     stderr=subprocess.PIPE)   # stderr:错误结果;管道
    
    print(obj)
    print('stdout 1---->: ', obj.stdout.read().decode('utf-8'))  # 正确管道内容
    
    print('stderr 1---->: ', obj.stderr.read().decode('utf-8'))  # 错误管道内容
    
    """
    <subprocess.Popen object at 0x10401ada0>
    stdout 1---->:  
    stderr 1---->:  /bin/sh: dxxxs: command not found
    """

    九、基于UDP协议的套接字

      udp不需要经过3次握手和4次挥手,不需要提前建立链接,直接发送数据即可。

    服务端:

    # import socket
    from socket import *   # 尽量少用这种导入方式,会将所有名字加入名称空间,容易导致重复
    # server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)   # 可以看到需要引用的socket的模块非常多。改用from socket import *导入
    server = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)  # SOCK_STREAM指的流式协议,SOCK_DGRAM指得是数据报协议(但凡发数据,就已经是完整的数据报)
    server.bind(('127.0.0.1', 8080))
    
    # server.listen(5)  # 挂起的链接数,TCP协议需要,UDP不需要
    
    # while True:
    #     conn, addr = server.accept()  # 用来建立链接,UDP不需要
    
    while True:
        data, client_addr = server.recvfrom(1024)   # 收消息
        print(data)
    
        server.sendto(data.upper(), client_addr)    # 发消息,取收消息的地址
    server.close()

    客户端:

    from socket import *
    
    client = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
    
    while True:
        msg = input('>>: ').strip()
        client.sendto(msg.encode('utf-8'), ('127.0.0.1', 8080))  # 发消息
    
        data, server_addr = client.recvfrom(1024)   # 收消息
        print(data, server_addr)
    
    client.close()

      以qq聊天为例:

    import socket
    ip_port=('127.0.0.1',8081)
    udp_server_sock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) #买手机
    udp_server_sock.bind(ip_port)
    
    while True:
        qq_msg,addr=udp_server_sock.recvfrom(1024)
        print('来自[%s:%s]的一条消息:33[1;44m%s33[0m' %(addr[0],addr[1],qq_msg.decode('utf-8')))
        back_msg=input('回复消息: ').strip()
    
        udp_server_sock.sendto(back_msg.encode('utf-8'),addr)
    服务端
    import socket
    BUFSIZE=1024
    udp_client_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
    
    qq_name_dic={
        '狗哥alex':('127.0.0.1',8081),
        '瞎驴':('127.0.0.1',8081),
        '一棵树':('127.0.0.1',8081),
        '武大郎':('127.0.0.1',8081),
    }
    
    
    while True:
        qq_name=input('请选择聊天对象: ').strip()
        while True:
            msg=input('请输入消息,回车发送: ').strip()
            if msg == 'quit':break
            if not msg or not qq_name or qq_name not in qq_name_dic:continue
            udp_client_socket.sendto(msg.encode('utf-8'),qq_name_dic[qq_name])
    
            back_msg,addr=udp_client_socket.recvfrom(BUFSIZE)
            print('来自[%s:%s]的一条消息:33[1;44m%s33[0m' %(addr[0],addr[1],back_msg.decode('utf-8')))
    
    udp_client_socket.close()
    udp客户端1
    import socket
    BUFSIZE=1024
    udp_client_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
    
    qq_name_dic={
        '狗哥alex':('127.0.0.1',8081),
        '瞎驴':('127.0.0.1',8081),
        '一棵树':('127.0.0.1',8081),
        '武大郎':('127.0.0.1',8081),
    }
    
    
    while True:
        qq_name=input('请选择聊天对象: ').strip()
        while True:
            msg=input('请输入消息,回车发送: ').strip()
            if msg == 'quit':break
            if not msg or not qq_name or qq_name not in qq_name_dic:continue
            udp_client_socket.sendto(msg.encode('utf-8'),qq_name_dic[qq_name])
    
            back_msg,addr=udp_client_socket.recvfrom(BUFSIZE)
            print('来自[%s:%s]的一条消息:33[1;44m%s33[0m' %(addr[0],addr[1],back_msg.decode('utf-8')))
    
    udp_client_socket.close()
    udp客户端2

      时间服务器

    from socket import *
    from time import strftime
    
    ip_port=('127.0.0.1',9000)
    bufsize=1024
    
    tcp_server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
    tcp_server.bind(ip_port)
    
    while True:
        msg,addr=tcp_server.recvfrom(bufsize)
        print('===>',msg)
        
        if not msg:
            time_fmt='%Y-%m-%d %X'
        else:
            time_fmt=msg.decode('utf-8')
        back_msg=strftime(time_fmt)
    
        tcp_server.sendto(back_msg.encode('utf-8'),addr)
    
    tcp_server.close()
    ntp服务端
    from socket import *
    ip_port=('127.0.0.1',9000)
    bufsize=1024
    
    tcp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
    
    
    
    while True:
        msg=input('请输入时间格式(例%Y %m %d)>>: ').strip()
        tcp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)
    
        data=tcp_client.recv(bufsize)
    
        print(data.decode('utf-8'))
    
    tcp_client.close()
    ntp客户端

    十、SSH远程模拟及粘包现象

      模拟ssh远程执行命令:

    注意:

    res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),
               shell=True,
               stderr=subprocess.PIPE,
               stdout=subprocess.PIPE)

    的结果的编码是以当前所在的系统为准的,如果是windows,那么res.stdout.read()读出的就是GBK编码的,在接收端需要用GBK解码

    且只能从管道里读一次结果

    注意:命令ls -l ; lllllll ; pwd 的结果是既有正确stdout结果,又有错误stderr结果

    服务端-ssh
    客户端-ssh

      基于tcp的socket,ssh远程运行时,会发生粘包的问题。导致下次执行命令时,会输出上次服务器回传的没执行完的内容。

      再基于udp制作一个远程执行命令的程序:

    import socket
    import subprocess
    
    ip_port = ('127.0.0.1', 9001)  # 元组
    bufsize = 1024
    
    udp_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    udp_server.bind(ip_port)
    
    while True:
        # 收消息
        cmd, addr = udp_server.recvfrom(bufsize)
        print("用户命令----->", cmd)
    
        # 逻辑处理
        res = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),
                               shell=True,
                               stderr=subprocess.PIPE,
                               stdin=subprocess.PIPE,
                               stdout=subprocess.PIPE)
        stdout = res.stdout.read()
        stderr = res.stderr.read()
    
        # 发消息
        udp_server.sendto(stderr, addr)
        udp_server.sendto(stdout, addr)
    
    udp_server.close()
    服务端-UDP_ssh
    import socket
    
    client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    
    while True:
        msg = input('>>: ').strip()
        client.sendto(msg.encode('utf-8'), ('127.0.0.1', 8080))  # 发消息
    
        data, server_addr = client.recvfrom(1024)   # 收消息
        print(data, server_addr)
    
    client.close()
    客户端-UDP_ssh

    十一、粘包 

      所谓粘包问题主要还是因为接收方不知道消息之间的界限,不知道一次性提取多少字节的数据所造成的

      此外,发送方引起的粘包是由TCP协议本身造成的,TCP为提高传输效率,发送方往往要收集到足够多的数据后才发送一个TCP段。若连续几次需要send的数据都很少,通常TCP会根据优化算法把这些数据合成一个TCP段后一次发送出去,这样接收方就收到了粘包数据。

    1. TCP(transport control protocol,传输控制协议)是面向连接的,面向流的,提供高可靠性服务。收发两端(客户端和服务器端)都要有一一成对的socket,因此,发送端为了将多个发往接收端的包,更有效的发到对方,使用了优化方法(Nagle算法),将多次间隔较小且数据量小的数据,合并成一个大的数据块,然后进行封包。这样,接收端,就难于分辨出来了,必须提供科学的拆包机制。 即面向流的通信是无消息保护边界的。

    2. UDP(user datagram protocol,用户数据报协议)是无连接的,面向消息的,提供高效率服务。不会使用块的合并优化算法,, 由于UDP支持的是一对多的模式,所以接收端的skbuff(套接字缓冲区)采用了链式结构来记录每一个到达的UDP包,在每个UDP包中就有了消息头(消息来源地址,端口等信息),这样,对于接收端来说,就容易进行区分处理了。 即面向消息的通信是有消息保护边界的。

    3. tcp是基于数据流的,于是收发的消息不能为空,这就需要在客户端和服务端都添加空消息的处理机制,防止程序卡住,而udp是基于数据报的,即便是你输入的是空内容(直接回车),那也不是空消息,udp协议会帮你封装上消息头,实验略

      udp的recvfrom是阻塞的,一个recvfrom(x)必须对唯一一个sendinto(y),收完了x个字节的数据就算完成,若是y>x数据就丢失,这意味着udp根本不会粘包,但是会丢数据,不可靠

      tcp的协议数据不会丢,没有收完包,下次接收,会继续上次继续接收,己端总是在收到ack时才会清除缓冲区内容。数据是可靠的,但是会粘包。

    两种情况下会发生粘包

      1、发送端需要等缓冲区满才发送出去,造成粘包(发送数据时间间隔很短,数据了很小,会合到一起,产生粘包)

    import time
    import socket
    
    client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    client.connect(("127.0.0.1", 9002))
    
    # 使用了优化方法(Nagle算法),将多次间隔较小且数据量小的数据,合并成一个大的数据块,然后进行封包。
    client.send('hello'.encode('utf-8'))
    client.send('world'.encode('utf-8'))
    客户端-连续发送消息
    import time
    import socket
    import subprocess
    
    server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    server.bind(("127.0.0.1", 9002))  # bind()内为元组,0-65535:0-1024供操作系统使用
    server.listen(5)
    
    conn, addr = server.accept()
    
    res1 = conn.recv(1024)   # 第一次收
    print('第一次', res1)
    res2 = conn.recv(1024)   # 第二次收
    print('第二次', res2)
    """
    第一次 b'helloworld'
    第二次 b''
    """
    # 发生了粘包现象
    服务端-收消息

      2、接收方不及时接收缓冲区的包,造成多个包接收(客户端发送了一段数据,服务端只收了一小部分,服务端下次再收的时候还是从缓冲区拿上次遗留的数据,产生粘包)

    import time
    import socket
    
    client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    client.connect(("127.0.0.1", 9002))
    
    # 使用了优化方法(Nagle算法),将多次间隔较小且数据量小的数据,合并成一个大的数据块,然后进行封包。
    client.send('hello'.encode('utf-8'))
    # time.sleep(1)  # 休息一秒看是否还粘包
    time.sleep(5)
    client.send('world'.encode('utf-8'))
    客户端-间隔五秒发消息
    import time
    import socket
    import subprocess
    
    server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    server.bind(("127.0.0.1", 9002))  # bind()内为元组,0-65535:0-1024供操作系统使用
    server.listen(5)
    
    conn, addr = server.accept()
    # 客户端间隔五秒发送,服务端第一次仅接收一个字符,服务端发生粘包
    res1 = conn.recv(1)   # 第一次收
    print('第一次', res1)
    res2 = conn.recv(1024)   # 第二次收
    print('第二次', res2)
    """
    第一次 b'h'
    第二次 b'ello'
    """
    服务端-收消息发生粘包

    补充问题一:为何tcp是可靠传输,udp是不可靠传输

      tcp的数据传输请参考文章http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5937962.html,tcp在数据传输时,发送端先把数据发送到自己的缓存中,然后协议控制将缓存中的数据发往对端,对端返回一个ack=1,发送端则清理缓存中的数据,对端返回ack=0,则重新发送数据,所以tcp是可靠的

      而udp发送数据,对端是不会返回确认信息的,因此不可靠。

    补充问题二:send(字节流)和recv(1024)及sendall

      recv里指定的1024意思是从缓存里一次拿出1024个字节的数据 

      send的字节流是先放入己端缓存,然后由协议控制将缓存内容发往对端,如果待发送的字节流大小大于缓存剩余空间,那么数据丢失

      sendall就会循环调用send,数据不会丢失

    十二、先提示长度后发送消息解决粘包

      接收端不知道发送端将要传送的字节流的长度,所以解决粘包的方法就是围绕,如何让发送端在发送数据前,把自己将要发送的字节流总大小让接收端知晓,然后接收端来一个死循环接收完所有数据。

    import time
    import socket
    import struct
    import json
    
    client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    client.connect(("127.0.0.1", 9003))
    
    while True:
        """1、发命令"""
        cmd = input('>>: ').strip()
        if not cmd:continue
        client.send(cmd.encode('utf-8'))
        """2、拿结果"""
        # 第一步:先收报头长度
        obj= client.recv(4)  # 接收四个bytes
        header_size = struct.unpack('i', obj)[0]
        # 第二步:再收报头
        header_bytes = client.recv(header_size)
    
        # 第三步:从报头中解析出对真实数据的描述信息(数据长度)
        header_json = header_bytes.decode('utf-8')
        header_dic = json.loads(header_json)
        print(header_dic)
        total_size = header_dic['total_size']
    
        # 第四步:接收真实的数据
        recv_size = 0
        recv_data = b''
        while recv_size < total_size:
            res = client.recv(1024)    # 最大不能超过操作系统缓存大小,一次收不完,多次收
            recv_data += res
            recv_size += len(res)  # 最后一次收的时候将不是1024,未来如果要查看进度的时候有问题
    
        print(recv_data.decode('utf-8'))
    
    client.close()
    客户端-SHH添加报头
    # -*- coding:utf-8 -*-
    __author__ = 'Qiushi Huang'
    
    import time
    import socket
    import subprocess
    import struct
    import json
    
    server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    server.bind(("127.0.0.1", 9003))  # bind()内为元组,0-65535:0-1024供操作系统使用
    server.listen(5)
    
    print('starting...')
    while True:
        conn, client_addr = server.accept()
        print(client_addr)
    
        while True:  # 通讯循环
            try:
                """1、收命令"""
                cmd = conn.recv(8096)
                if not cmd:break
                """2、拿到结果"""
                obj = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True,
                                       stdout=subprocess.PIPE,
                                       stderr=subprocess.PIPE)
                stdout = obj.stdout.read()
                stderr = obj.stderr.read()
                """3、命令结果返回客户端"""
                # 第一步:制作固定长度的报头
                header_dic = {
                    'filename': 'a.txt',
                    'md5': 'xxdxxx',
                    'total_size': len(stdout) + len(stderr)
                }
                header_json = json.dumps(header_dic)  # dump和dumps的区别
                header_bytes = header_json.encode('utf-8')
    
                # 第二步:先发送报头的长度
                conn.send(struct.pack('i', len(header_bytes)))
                # 第三步:将报头发给客户端
                conn.send(header_bytes)
                # conn.send(str(total_size).encode('utf-8'))  # 整型转换为字符串,编码后发出
    
                # 第四步:发送真实数据
                # conn.send(stdout+stderr)  # 由于粘包原理可优化改写如下
                conn.send(stdout)
                conn.send(stderr)
    
            except ConnectionResetError:
                break
        conn.close()
    
    server.close()
    服务端-SHH添加报头

      这种方法虽然解决了粘包的问题,但其实是比较差的解决方法。

      程序的运行速度远快于网络传输速度,所以在发送一段字节前,先用send去发送该字节流长度,这种方式会放大网络延迟带来的性能损耗。

    十三、加报头来解决粘包问题

      为字节流加上自定义固定长度报头,报头中包含字节流长度,然后一次send到对端,对端在接收时,先从缓存中取出定长的报头,然后再取真实数据。

    struct模块

      该模块的功能就是把一个类型,例如数据,转化为固定长度的bytes,如下所示:

    import struct
    
    # 格式:struct.pack(fmt, *args)
    # 设置格式后,把数字转成固定长度的bytes类型
    # fmt='i'指的是整型数字
    res = struct.pack('i', 1280)    # 打包
    print(res, type(res), len(res))
    """
    b'x00x05x00x00' <class 'bytes'> 4
    """
    
    res1 = struct.pack('i', 1380)
    print(res1, type(res1), len(res1))
    """
    b'dx05x00x00' <class 'bytes'> 4
    """
    
    obj = struct.unpack('i', res)   # 解包
    print(obj)  # obj是元组,第一个值就是打包的值
    print(obj[0])
    """
    (1280,)
    1280
    """
    struct.pack的使用
    # res_i = struct.pack('i', 123000000000)
    # print(res_i, len(res_i))
    """
    struct.error: 'i' format requires -2147483648 <= number <= 2147483647
    """
    res_l = struct.pack('l', 123000000000)  # l模式下,数字8个bytes,范围更大。
    print(res_l, len(res_l))
    """
    b'x00x0e_xa3x1cx00x00x00' 8
    """
    整型模式和长整型模式
    header_dic = {
        'filename': 'a.txt',
        'md5': 'xxdxxx',
        'total_size': 7678685767586786686876868687565756576655657565675657657657656757657565756757557575
    }
    header_json = json.dumps(header_dic)
    # print(type(header_json))  # <class 'str'>
    header_bytes = header_json.encode('utf-8')
    #print(type(header_bytes))   # <class 'bytes'>
    
    struct.pack('i', len(header_bytes))  # 把报头的长度打成固定长度
    运用json处理特别长的数据

      

      使用struct基本格式:

    import json,struct
    #假设通过客户端上传1T:1073741824000的文件a.txt
    
    #为避免粘包,必须自定制报头
    header={'file_size':1073741824000,'file_name':'/a/b/c/d/e/a.txt','md5':'8f6fbf8347faa4924a76856701edb0f3'} #1T数据,文件路径和md5值
    
    #为了该报头能传送,需要序列化并且转为bytes
    head_bytes=bytes(json.dumps(header),encoding='utf-8') #序列化并转成bytes,用于传输
    
    #为了让客户端知道报头的长度,用struck将报头长度这个数字转成固定长度:4个字节
    head_len_bytes=struct.pack('i',len(head_bytes)) #这4个字节里只包含了一个数字,该数字是报头的长度
    
    #客户端开始发送
    conn.send(head_len_bytes) #先发报头的长度,4个bytes
    conn.send(head_bytes) #再发报头的字节格式
    conn.sendall(文件内容) #然后发真实内容的字节格式
    
    #服务端开始接收
    head_len_bytes=s.recv(4) #先收报头4个bytes,得到报头长度的字节格式
    x=struct.unpack('i',head_len_bytes)[0] #提取报头的长度
    
    head_bytes=s.recv(x) #按照报头长度x,收取报头的bytes格式
    header=json.loads(json.dumps(header)) #提取报头
    
    #最后根据报头的内容提取真实的数据,比如
    real_data_len=s.recv(header['file_size'])
    s.recv(real_data_len)

      现在运用struct模块,可以将ssh程序进一步优化:

    # -*- coding:utf-8 -*-
    __author__ = 'Qiushi Huang'
    
    import time
    import socket
    import subprocess
    import struct
    
    server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    server.bind(("127.0.0.1", 9001))  # bind()内为元组,0-65535:0-1024供操作系统使用
    server.listen(5)
    
    print('starting...')
    while True:
        conn, client_addr = server.accept()
        print(client_addr)
    
        while True:  # 通讯循环
            try:
                """1、收到客户端的命令"""
                cmd = conn.recv(8096)
                if not cmd:break
                """2、执行命令,拿到结果"""
                obj = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True,
                                       stdout=subprocess.PIPE,
                                       stderr=subprocess.PIPE)
                stdout = obj.stdout.read()
                stderr = obj.stderr.read()
                """3、命令结果返回客户端"""
                # 第一步:制作固定长度的报头
                total_size = len(stdout) + len(stderr)  # 整型
                header = struct.pack('i', total_size)  # 隐患:struct的i 的取值区间是-2147483648~2147483648
    
                # 第二步:将报头发给客户端
                conn.send(header)
                # conn.send(str(total_size).encode('utf-8'))  # 整型转换为字符串,编码后发出
    
                # 第三步:发送真实数据
                # conn.send(stdout+stderr)  # 由于粘包原理可优化改写如下
                conn.send(stdout)
                conn.send(stderr)
    
            except ConnectionResetError:
                break
        conn.close()
    
    server.close()
    服务端-struct_ssh
    # -*- coding:utf-8 -*-
    __author__ = 'Qiushi Huang'
    
    import time
    import socket
    import struct
    
    client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    client.connect(("127.0.0.1", 9001))
    
    while True:
        """1、发命令"""
        cmd = input('>>: ').strip()
        if not cmd:continue
        client.send(cmd.encode('utf-8'))
        """2、拿结果"""
        # 第一步:拿到数据的长度——>即先收报头
        header = client.recv(4)
    
        # 第二步:从报头中解析出对真实数据的描述信息(数据长度)
        total_size = struct.unpack('i', header)[0]  # 解包之后为元组,取第一项即打包的内容
    
        # 第三步:接收真实的数据
        recv_size = 0
        recv_data = b''
        while recv_size < total_size:
            res = client.recv(1024)    # 最大不能超过操作系统缓存大小,一次收不完,多次收
            recv_data += res
            recv_size += len(res)  # 最后一次收的时候将不是1024,未来如果要查看进度的时候有问题
    
        print(recv_data.decode('utf-8'))
    
    client.close()
    客户端-struct_ssh

    十四、通过socket来实现文件传输 

    普通版本:

    # -*- coding:utf-8 -*-
    __author__ = 'Qiushi Huang'
    
    import time
    import socket
    import subprocess
    import struct
    import os
    import json
    
    share_dir = "/Users/hqs/PycharmProjects/startMyPython3.0/第六章-网络编程/8_文件传输/server/share"
    server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    server.bind(("127.0.0.1", 9001))  # bind()内为元组,0-65535:0-1024供操作系统使用
    server.listen(5)
    
    print('starting...')
    while True:
        conn, client_addr = server.accept()
        print(client_addr)
    
        while True:  # 通讯循环
            try:
                """1、收到客户端的命令"""
                res = conn.recv(8096)  # b'get a.txt'
                if not res:break
                """2、解析命令,提取相应命令参数"""
                cmds = res.decode('utf-8').split()  # ['get', 'a.txt']
                filename = cmds[1]
                """3、以读的方式打开文件,读取文件内容发送给客户端"""
                # with open(filename, 'rb') as f:  直接读文件传输会有粘包问题
                # 第一步:制作固定长度的报头
                header_dic = {
                    'filename': filename,   # ''
                    'md5': 'xxdxxx',
                    'file_size': os.path.getsize(r'%s/%s' % (share_dir, filename))  # 文件大小
                }
                header_json = json.dumps(header_dic)
                header_bytes = header_json.encode('utf-8')
    
                # 第二步:发送报头的长度
                conn.send(struct.pack('i', len(header_bytes)))
    
                # 第三步:再发报头
                conn.send(header_bytes)
    
                # 第四步:发送真实数据
                with open('%s/%s'% (share_dir, filename), 'rb') as f:
                    # conn.send(f.read())   # 一下全读取,文件有几个T时会有问题
                    for line in f:
                        conn.send(line)   # 一行行发都会粘在一起,且节省内存
    
            except ConnectionResetError:
                break
        conn.close()
    
    server.close()
    服务端
    # -*- coding:utf-8 -*-
    __author__ = 'Qiushi Huang'
    
    import time
    import socket
    import struct
    import json
    
    download_dir = '/Users/hqs/PycharmProjects/startMyPython3.0/第六章-网络编程/8_文件传输/client/download'
    client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    client.connect(("127.0.0.1", 9001))
    
    while True:
        """1、发命令"""
        cmd = input('>>: ').strip()   # get a.txt软件自定义命名标准
        if not cmd:continue
        client.send(cmd.encode('utf-8'))
        """2、以写的方式打开新文件,接收服务端发来的文件内容写入新文件中"""
        # 第一步:先收报头长度
        header = client.recv(4)
        header_size = struct.unpack('i', header)[0]
    
        # 第二步:收取报头
        header_bytes = client.recv(header_size)
    
        # 第三步:从报头中解析出对真实数据的描述信息(数据长度)
        header_json = header_bytes.decode('utf-8')
        header_dic = json.loads(header_json)
        print(header_dic)
        total_size = header_dic['file_size']
        filename = header_dic['filename']
    
        # 第四步:接收真实的数据
        with open('%s/%s' % (download_dir, filename), 'wb') as f:  # 在同一台机器上,相同的路径会导致文件清空,需要指定目录
            recv_size = 0
            # recv_data = b''   拼接字符串不需要了
            while recv_size < total_size:
                line = client.recv(1024)    # 最大不能超过操作系统缓存大小,一次收不完,多次收
                f.write(line)   # 一边收一边写
                recv_size += len(line)  # 最后一次收的时候将不是1024,未来如果要查看进度的时候有问题
                print('总大小: %s 已下载:%s' % (total_size, recv_size))
    client.close()
    客户端

    函数版本:

    # -*- coding:utf-8 -*-
    __author__ = 'Qiushi Huang'
    
    import time
    import socket
    import subprocess
    import struct
    import os
    import json
    
    share_dir = "/Users/hqs/PycharmProjects/startMyPython3.0/第六章-网络编程/9_文件传输函数优化版本/server/share"
    
    
    def get(conn, cmds):
        filename = cmds[1]
    
        """3、以读的方式打开文件,读取文件内容发送给客户端"""
        # with open(filename, 'rb') as f:  直接读文件传输会有粘包问题
        # 第一步:制作固定长度的报头
        header_dic = {
            'filename': filename,  # ''
            'md5': 'xxdxxx',
            'file_size': os.path.getsize(r'%s/%s' % (share_dir, filename))  # 文件大小
        }
        header_json = json.dumps(header_dic)
        header_bytes = header_json.encode('utf-8')
    
        # 第二步:发送报头的长度
        conn.send(struct.pack('i', len(header_bytes)))
    
        # 第三步:再发报头
        conn.send(header_bytes)
    
        # 第四步:发送真实数据
        with open('%s/%s' % (share_dir, filename), 'rb') as f:
            # conn.send(f.read())   # 一下全读取,文件有几个T时会有问题
            for line in f:
                conn.send(line)  # 一行行发都会粘在一起,且节省内存
    
    
    def put(conn, cmds):...
    
    
    def run():
        server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
        server.bind(("127.0.0.1", 9001))  # bind()内为元组,0-65535:0-1024供操作系统使用
        server.listen(5)
    
        print('starting...')
        while True:
            conn, client_addr = server.accept()
            print(client_addr)
    
            while True:  # 通讯循环
                try:
                    """1、收到客户端的命令"""
                    res = conn.recv(8096)  # b'get a.txt'
                    if not res:break
                    """2、解析命令,提取相应命令参数"""
                    cmds = res.decode('utf-8').split()  # ['get', 'a.txt']
                    if cmds[0] == 'get':
                        get(conn, cmds)
                    elif cmds[0] == 'put':
                        put(conn, cmds)
    
    
                except ConnectionResetError:
                    break
            conn.close()
    
        server.close()
    
    
    if __name__ == '__main__':
        run()
    服务端
    # -*- coding:utf-8 -*-
    __author__ = 'Qiushi Huang'
    
    import time
    import socket
    import struct
    import json
    
    download_dir = '/Users/hqs/PycharmProjects/startMyPython3.0/第六章-网络编程/9_文件传输函数优化版本/client/download'
    
    
    def get(client, cmds):
        """2、以写的方式打开新文件,接收服务端发来的文件内容写入新文件中"""
        # 第一步:先收报头长度
        header = client.recv(4)
        header_size = struct.unpack('i', header)[0]
    
        # 第二步:收取报头
        header_bytes = client.recv(header_size)
    
        # 第三步:从报头中解析出对真实数据的描述信息(数据长度)
        header_json = header_bytes.decode('utf-8')
        header_dic = json.loads(header_json)
        print(header_dic)
        total_size = header_dic['file_size']
        filename = header_dic['filename']
    
        # 第四步:接收真实的数据
        with open('%s/%s' % (download_dir, filename), 'wb') as f:  # 在同一台机器上,相同的路径会导致文件清空,需要指定目录
            recv_size = 0
            # recv_data = b''   拼接字符串不需要了
            while recv_size < total_size:
                line = client.recv(1024)  # 最大不能超过操作系统缓存大小,一次收不完,多次收
                f.write(line)  # 一边收一边写
                recv_size += len(line)  # 最后一次收的时候将不是1024,未来如果要查看进度的时候有问题
                print('总大小: %s 已下载:%s' % (total_size, recv_size))
    
    
    def put(client, cmds):...
    
    
    def run():
        client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
        client.connect(("127.0.0.1", 9001))
    
        while True:
            """1、发命令"""
            inp = input('>>: ').strip()   # get a.txt软件自定义命名标准
            if not inp:continue
            client.send(inp.encode('utf-8'))
    
            cmds = inp.split()  # ['get', 'a.txt']
            if cmds[0] == 'get':
                get(client, cmds)
            elif cmds[0] == 'put':
                put(client, cmds)
    
        client.close()
    
    
    if __name__ == '__main__':
        run()
    客户端

    面向对象版本:

    import socket
    import struct
    import json
    import subprocess
    import os
    
    class MYTCPServer:
        address_family = socket.AF_INET
    
        socket_type = socket.SOCK_STREAM
    
        allow_reuse_address = False
    
        max_packet_size = 8192
    
        coding='utf-8'
    
        request_queue_size = 5
    
        server_dir='file_upload'
    
        def __init__(self, server_address, bind_and_activate=True):
            """Constructor.  May be extended, do not override."""
            self.server_address=server_address
            self.socket = socket.socket(self.address_family,
                                        self.socket_type)
            if bind_and_activate:
                try:
                    self.server_bind()
                    self.server_activate()
                except:
                    self.server_close()
                    raise
    
        def server_bind(self):
            """Called by constructor to bind the socket.
            """
            if self.allow_reuse_address:
                self.socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
            self.socket.bind(self.server_address)
            self.server_address = self.socket.getsockname()
    
        def server_activate(self):
            """Called by constructor to activate the server.
            """
            self.socket.listen(self.request_queue_size)
    
        def server_close(self):
            """Called to clean-up the server.
            """
            self.socket.close()
    
        def get_request(self):
            """Get the request and client address from the socket.
            """
            return self.socket.accept()
    
        def close_request(self, request):
            """Called to clean up an individual request."""
            request.close()
    
        def run(self):
            while True:
                self.conn,self.client_addr=self.get_request()
                print('from client ',self.client_addr)
                while True:
                    try:
                        head_struct = self.conn.recv(4)
                        if not head_struct:break
    
                        head_len = struct.unpack('i', head_struct)[0]
                        head_json = self.conn.recv(head_len).decode(self.coding)
                        head_dic = json.loads(head_json)
    
                        print(head_dic)
                        #head_dic={'cmd':'put','filename':'a.txt','filesize':123123}
                        cmd=head_dic['cmd']
                        if hasattr(self,cmd):
                            func=getattr(self,cmd)
                            func(head_dic)
                    except Exception:
                        break
    
        def put(self,args):
            file_path=os.path.normpath(os.path.join(
                self.server_dir,
                args['filename']
            ))
    
            filesize=args['filesize']
            recv_size=0
            print('----->',file_path)
            with open(file_path,'wb') as f:
                while recv_size < filesize:
                    recv_data=self.conn.recv(self.max_packet_size)
                    f.write(recv_data)
                    recv_size+=len(recv_data)
                    print('recvsize:%s filesize:%s' %(recv_size,filesize))
    
    
    tcpserver1=MYTCPServer(('127.0.0.1',8080))
    
    tcpserver1.run()
    服务端
    import socket
    import struct
    import json
    import os
    
    
    
    class MYTCPClient:
        address_family = socket.AF_INET
        socket_type = socket.SOCK_STREAM
        allow_reuse_address = False
        max_packet_size = 8192
        coding='utf-8'
        request_queue_size = 5
    
        def __init__(self, server_address, connect=True):
            self.server_address=server_address
            self.socket = socket.socket(self.address_family,
                                        self.socket_type)
            if connect:
                try:
                    self.client_connect()
                except:
                    self.client_close()
                    raise
    
        def client_connect(self):
            self.socket.connect(self.server_address)
    
        def client_close(self):
            self.socket.close()
    
        def run(self):
            while True:
                inp=input(">>: ").strip()
                if not inp:continue
                l=inp.split()
                cmd=l[0]
                if hasattr(self,cmd):
                    func=getattr(self,cmd)
                    func(l)
    
    
        def put(self,args):
            cmd=args[0]
            filename=args[1]
            if not os.path.isfile(filename):
                print('file:%s is not exists' %filename)
                return
            else:
                filesize=os.path.getsize(filename)
    
            head_dic={'cmd':cmd,'filename':os.path.basename(filename),'filesize':filesize}
            print(head_dic)
            head_json=json.dumps(head_dic)
            head_json_bytes=bytes(head_json,encoding=self.coding)
    
            head_struct=struct.pack('i',len(head_json_bytes))
            self.socket.send(head_struct)
            self.socket.send(head_json_bytes)
            send_size=0
            with open(filename,'rb') as f:
                for line in f:
                    self.socket.send(line)
                    send_size+=len(line)
                    print(send_size)
                else:
                    print('upload successful')
    
    
    client=MYTCPClient(('127.0.0.1',8080))
    client.run()
    客户端
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