python之socket網絡編程

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模塊是針對服務器和客戶端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，那么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. 然后接收傳來的數據，並發送給對方數據
5. 傳輸完畢后，關閉套接字

• TCP客戶端

1. 創建套接字，連接遠端地址
2. 連接后發送數據和接收數據
3. 傳輸完畢后，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,那么如果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,那么怎么解決呢?

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后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后,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()