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Python网络编程之socket与socketserver_python_

2023-05-26 425人已围观

简介 Python网络编程之socket与socketserver_python_

一、基于TCP协议的socket套接字编程

1、套接字工作流程

先从服务器端说起。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，使用以下Python代码实现：

import socket # 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 socket.socket(socket_family, socket_type, protocal=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)

1、 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)等待连接的到来

2、 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

3、 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

4、 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

5、 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

2、基于TCP协议的套接字编程

可以通过netstat -an | findstr 8080查看套接字状态

1、 服务端

import socket # 1、买手机 phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # tcp称为流式协议,udp称为数据报协议SOCK_DGRAM # print(phone) # 2、插入/绑定手机卡 # phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) phone.bind(('127.0.0.1', 8080)) # 3、开机 phone.listen(5) # 半连接池，限制的是请求数 # 4、等待电话连接 print('start....') while True: # 连接循环 conn, client_addr = phone.accept() # （三次握手建立的双向连接，（客户端的ip，端口）） # print(conn) print('已经有一个连接建立成功', client_addr) # 5、通信：收\发消息 while True: # 通信循环 try: print('服务端正在收数据...') data = conn.recv(1024) # 最大接收的字节数，没有数据会在原地一直等待收，即发送者发送的数据量必须>0bytes # print('===>') if len(data) == 0: break # 在客户端单方面断开连接，服务端才会出现收空数据的情况 print('来自客户端的数据', data) conn.send(data.upper()) except ConnectionResetError: break # 6、挂掉电话连接 conn.close() # 7、关机 phone.close() # start.... # 已经有一个连接建立成功 ('127.0.0.1', 4065) # 服务端正在收数据... # 来自客户端的数据 b'\xad' # 服务端正在收数据...

2、 客户端

import socket # 1、买手机 phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # print(phone) # 2、拨电话 phone.connect(('127.0.0.1', 8080)) # 指定服务端ip和端口 # 3、通信：发\收消息 while True: # 通信循环 msg = input('>>: ').strip() # msg='' if len(msg) == 0: continue phone.send(msg.encode('utf-8')) # print('has send----->') data = phone.recv(1024) # print('has recv----->') print(data) # 4、关闭 phone.close() # >>: 啊 # b'a' # >>: 啊啊 # b'\xb0\xa1\xb0\xa1' # >>:

3、地址占用问题

这个是由于你的服务端仍然存在四次挥手的time_wait状态在占用地址（如果不懂，请深入研究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）

1、 方法一：加入一条socket配置，重用ip和端口

# phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它，在bind前加 phone.bind(('127.0.0.1',8080))

2、 方法二：通过调整linux内核参数

发现系统存在大量TIME_WAIT状态的连接，通过调整linux内核参数解决， vi /etc/sysctl.conf 编辑文件，加入以下内容： net.ipv4.tcp_syncookies = 1 net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30 然后执行 /sbin/sysctl -p 让参数生效。 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

4、模拟ssh远程执行命令

服务端通过subprocess执行该命令,然后返回命令的结果。

服务端：

from socket import * import subprocess server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) server.bind(('127.0.0.1', 8000)) server.listen(5) print('start...') while True: conn, client_addr = server.accept() while True: print('from client:', client_addr) cmd = conn.recv(1024) if len(cmd) == 0: break print('cmd:', cmd) obj = subprocess.Popen(cmd.decode('utf8'), # 输入的cmd命令 shell=True, # 通过shell运行 stderr=subprocess.PIPE, # 把错误输出放入管道，以便打印 stdout=subprocess.PIPE) # 把正确输出放入管道，以便打印 stdout = obj.stdout.read() # 打印正确输出 stderr = obj.stderr.read() # 打印错误输出 conn.send(stdout) conn.send(stderr) conn.close() server.close()

客户端

import socket client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) client.connect(('127.0.0.1', 8000)) while True: data = input('please enter your data') client.send(data.encode('utf8')) data = client.recv(1024) print('from server:', data) client.close()

输入dir命令，由于服务端发送字节少于1024字节，客户端可以接受。

输入tasklist命令，由于服务端发送字节多于1024字节，客户端只接受部分数据，并且当你再次输入dir命令的时候，客户端会接收dir命令的结果，但是会打印上一次的剩余未发送完的数据，这就是粘包问题。

5、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，数据量很小，会合到一起，产生粘包。

服务端

# _*_coding:utf-8_*_ from socket import * ip_port = ('127.0.0.1', 8080) TCP_socket_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) TCP_socket_server.bind(ip_port) TCP_socket_server.listen(5) conn, addr = TCP_socket_server.accept() data1 = conn.recv(10) data2 = conn.recv(10) print('----->', data1.decode('utf-8')) print('----->', data2.decode('utf-8')) conn.close()

客户端

# _*_coding:utf-8_*_ import socket BUFSIZE = 1024 ip_port = ('127.0.0.1', 8080) s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) res = s.connect_ex(ip_port) s.send('hello'.encode('utf-8')) s.send('world'.encode('utf-8')) # 服务端一起收到b'helloworld'

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。

服务端

# _*_coding:utf-8_*_ from socket import * ip_port = ('127.0.0.1', 8080) TCP_socket_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) TCP_socket_server.bind(ip_port) TCP_socket_server.listen(5) conn, addr = TCP_socket_server.accept() data1 = conn.recv(2) # 一次没有收完整 data2 = conn.recv(10) # 下次收的时候,会先取旧的数据,然后取新的 print('----->', data1.decode('utf-8')) print('----->', data2.decode('utf-8')) conn.close()
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