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python之socket網絡編程

exc 協議 客戶端 文件描述符 鏈路 log 拒絕 繼續 out

socket解釋

socekt又稱為‘套接字’,用於描述IP和地址端口,是一個通信鏈路的句柄,應用程序通常通過套接字向網絡發出請求或者應答網絡請求。

socket起源於Unix,所以也遵從“一切皆文件”的基本哲學,對於文件,進行打開/讀取/關閉的操作模式。socket就是該模式的一個實現,socket即是一種特殊的文件,一些socket函數就是對其進行的操作(讀/寫IO、打開、關閉)

socket和file文件的區別:

  • file模塊是針對指定文件進行打開、讀寫、關閉操作。

  • socket模塊是針對服務器客戶端socket進行打開、讀寫、關閉操作。

Socket對象

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

參數一:地址簇

參數描述
socket.AF_INET IPv4(默認)
socket.AF_INET6 IPv6
ocket.AF_UNIX 只能夠用於單一的Unix系統進程間通信

參數二:類型

參數描述
socket.SOCK_STREAM 流式socket , for TCP (默認)
socket.SOCK_DGRAM 數據報式socket , for UDP
socket.SOCK_RAW 原始套接字,普通的套接字無法處理ICMP、IGMP等網絡報文,而SOCK_RAW可以;其次,SOCK_RAW也可以處理特殊的IPv4報文;此外,利用原始套接字,可以通過IP_HDRINCL套接字選項由用戶構造IP頭。
socket.SOCK_RDM 是一種可靠的UDP形式,即保證交付數據報但不保證順序。SOCK_RAM用來提供對原始協議的低級訪問,在需要執行某些特殊操作時使用,如發送ICMP報文。SOCK_RAM通常僅限於高級用戶或管理員運行的程序使用。
socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的連續數據包服務

Socket類方法

方法描述
s.bind(address) 將套接字綁定到地址。address地址的格式取決於地址族。在AF_INET下,以元組(host,port)的形式表示地址。
sk.listen(backlog) 開始監聽傳入連接。backlog指定在拒絕連接之前,可以掛起的最大連接數量。
sk.setblocking(bool) 是否阻塞(默認True),如果設置False,那麽accept和recv時一旦無數據,則報錯。
sk.accept() 接受連接並返回(conn,address),其中conn是新的套接字對象,可以用來接收和發送數據。address是連接客戶端的地址。
sk.connect(address) 連接到address處的套接字。一般,address的格式為元組(hostname,port),如果連接出錯,返回socket.error錯誤。
sk.connect_ex(address) 同上,只不過會有返回值,連接成功時返回 0 ,連接失敗時候返回編碼,例如:10061
sk.close() 關閉套接字連接
sk.recv(bufsize[,flag]) 接受套接字的數據。數據以字符串形式返回,bufsize指定最多可以接收的數量。flag提供有關消息的其他信息,通常可以忽略。
sk.recvfrom(bufsize[.flag]) 與recv()類似,但返回值是(data,address)。其中data是包含接收數據的字符串,address是發送數據的套接字地址。
sk.send(string[,flag]) 將string中的數據發送到連接的套接字。返回值是要發送的字節數量,該數量可能小於string的字節大小。即:可能未將指定內容全部發送。
sk.sendall(string[,flag]) 將string中的數據發送到連接的套接字,但在返回之前會嘗試發送所有數據。成功返回None,失敗則拋出異常。內部通過遞歸調用send,將所有內容發送出去。
sk.sendto(string[,flag],address) 將數據發送到套接字,address是形式為(ipaddr,port)的元組,指定遠程地址。返回值是發送的字節數。該函數主要用於UDP協議。
sk.settimeout(timeout) 設置套接字操作的超時期,timeout是一個浮點數,單位是秒。值為None表示沒有超時期。
sk.getpeername() 返回連接套接字的遠程地址。返回值通常是元組(ipaddr,port)。
sk.getsockname() 返回套接字自己的地址。通常是一個元組(ipaddr,port)
sk.fileno() 套接字的文件描述符

socket編程思路

  • TCP服務端

  1. 創建套接字,綁定套接字到本地IP與端口

  2. 開始監聽連接

  3. 進入循環,不斷接受客戶端的連接請求

  4. 然後接收傳來的數據,並發送給對方數據

  5. 傳輸完畢後,關閉套接字

  • TCP客戶端

  1. 創建套接字,連接遠端地址

  2. 連接後發送數據和接收數據

  3. 傳輸完畢後,關閉套接字

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(數據:).strip()
    if inp == exit:
        break
    sk.sendto(bytes(inp,encoding=utf8),ip_port)
?
sk.close()

?

socket粘包問題

sk.recv(1024)中,bufsize值為1024,最多只能接受1024個字節,那麽如果client端發送的數據包特別大時,超過了指定的bufsize的值,超過的不分會留在內核緩沖區中,下次調用recv的時候會繼續讀剩余的字節。這就是所謂的粘包問題,那麽怎麽解決呢?

類似於http協議,我們可以:

  1. 在發送之前先告訴接受數據端我要發送數據的字節大小

  2. 接收數據端收到數據後回復給數據發送端一個確認消息

  3. 數據發送端收到確認信息後,發送數據

  4. 數據接收端循環接受數據,直到數據接受完成,收到完整數據包

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()

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