python之socket網路編程

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socket解釋

socekt又稱為‘通訊端’，用於描述IP和地址連接埠，是一個通訊鏈路的控制代碼，應用程式通常通過通訊端向網路發出請求或者應答網路請求。

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

socket和file檔案的區別：

• file模組是針對指定檔案進行開啟、讀寫、關閉操作。

• socket模組是針對伺服器和用戶端socket進行開啟、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（預設）
socket.AF_INET6	IPv6
ocket.AF_UNIX	只能夠用於單一的Unix系統處理序間通訊

參數二：類型

參數	描述
socket.SOCK_STREAM	流式socket , for TCP （預設）
socket.SOCK_DGRAM	資料報式socket , for UDP
socket.SOCK_RAW	原始通訊端，普通的通訊端無法處理ICMP、IGMP等網路報文，而SOCK_RAW可以；其次，SOCK_RAW也可以處理特殊的IPv4報文；此外，利用原始通訊端，可以通過IP_HDRINCL通訊端選項由使用者構造IP頭。
socket.SOCK_RDM	是一種可靠的UDP形式，即保證交付資料報但不保證順序。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通常僅限於進階使用者或管理員啟動並執行程式使用。
socket.SOCK_SEQPACKET	可靠的連續資料包服務

Socket類方法

方法	描述
s.bind(address)	將通訊端綁定到地址。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)	開始監聽傳入串連。backlog指定在拒絕串連之前，可以掛起的最大串連數量。
sk.setblocking(bool)	是否阻塞（預設True），如果設定False，那麼accept和recv時一旦無資料，則報錯。
sk.accept()	接受串連並返回（conn,address）,其中conn是新的通訊端對象，可以用來接收和發送資料。address是串連用戶端的地址。
sk.connect(address)	串連到address處的通訊端。一般，address的格式為元組（hostname,port）,如果串連出錯，返回socket.error錯誤。
sk.connect_ex(address)	同上，只不過會有傳回值，串連成功時返回 0 ，串連失敗時候返回編碼，例如：10061
sk.close()	關閉通訊端串連
sk.recv(bufsize[,flag])	接受通訊端的資料。資料以字串形式返回，bufsize指定最多可以接收的數量。flag提供有關訊息的其他資訊，通常可以忽略。
sk.recvfrom(bufsize[.flag])	與recv()類似，但傳回值是（data,address）。其中data是包含接收資料的字串，address是發送資料的通訊端地址。
sk.send(string[,flag])	將string中的資料發送到串連的通訊端。傳回值是要發送的位元組數量，該數量可能小於string的位元組大小。即：可能未將指定內容全部發送。
sk.sendall(string[,flag])	將string中的資料發送到串連的通訊端，但在返回之前會嘗試發送所有資料。成功返回None，失敗則拋出異常。內部通過遞迴調用send，將所有內容發送出去。
sk.sendto(string[,flag],address)	將資料發送到通訊端，address是形式為（ipaddr，port）的元組，指定遠程地址。傳回值是發送的位元組數。該函數主要用於UDP協議。
sk.settimeout(timeout)	設定通訊端操作的逾時期，timeout是一個浮點數，單位是秒。值為None表示沒有逾時期。
sk.getpeername()	返回串連通訊端的遠程地址。傳回值通常是元組（ipaddr,port）。
sk.getsockname()	返回通訊端自己的地址。通常是一個元組(ipaddr,port)
sk.fileno()	通訊端的檔案描述符

socket編程思路

• TCP服務端

1. 建立通訊端，綁定通訊端到本地IP與連接埠

2. 開始監聽串連

3. 進入迴圈，不斷接受用戶端的串連請求

4. 然後接收傳來的資料，並發送給對方資料

5. 傳輸完畢後，關閉通訊端

• TCP用戶端

1. 建立通訊端，串連遠端地址

2. 串連後發送資料和接收資料

3. 傳輸完畢後，關閉通訊端

server端:

import socketip_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 socketip_port = (‘127.0.0.1‘,9999)?sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM,0)while True:    inp = input(‘資料：‘).strip()    if inp == ‘exit‘:        break    sk.sendto(bytes(inp,encoding=‘utf8‘),ip_port)?sk.close()

 

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socket粘包問題

sk.recv(1024)中,bufsize值為1024,最多隻能接受1024個位元組,那麼如果client端發送的資料包特別大時,超過了指定的bufsize的值,超過的不分會留在核心緩衝區中，下次調用recv的時候會繼續讀剩餘的位元組。這就是所謂的粘包問題,那麼怎麼解決呢?

類似於http協議,我們可以:

1. 在發送之前先告訴接受資料端我要發送資料的位元組大小

2. 接收資料端收到資料後回複給資料發送端一個確認訊息

3. 資料發送端收到確認資訊後,發送資料

4. 資料接收端迴圈接受資料,直到資料接受完成,收到完整資料包

client端:

import socketip_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,subprocessip_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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