socket模擬實現ssh遠程執行命令（Python）

一、subprocess.Popen()

subprocess模塊定義了一個類： Popen

類原型：

class subprocess.Popen( args, 
   bufsize = 0, 
   executable = None, 
   stdin = None, 
   stdout = None, 
   stderr = None, 
   preexec_fn = None, 
   close_fds = False, 
   shell = False, 
   cwd = None, 
   env = None, 
   universal_newlines = False, 
   startupinfo = None, 
   creationflags = 0)

我們只需要關注其中幾個參數：

args：

args參數。可以是一個字符串，可以是一個包含程序參數的列表。要執行的程序一般就是這個列表的第一項，或者是字符串本身。

shell=True：

在Linux下，當shell=True時，如果arg是個字符串，就使用shell來解釋執行這個字符串。如果args是個列表，則第一項被視為命令，其余的都視為是給shell本身的參數。也就是說，等效於：
subprocess.Popen(['/bin/sh', '-c', args[0], args[1], ...])

stdin stdout和stderr：

stdin stdout和stderr，分別表示子程序的標准輸入、標准輸出和標准錯誤。可選的值有PIPE或者一個有效的文件描述符（其實是個正整數）或者一個文件對象，還有None。如果是PIPE，則表示需要創建一個新的管道，如果是None，不會做任何重定向工作，子進程的文件描述符會繼承父進程的。另外，stderr的值還可以是STDOUT，表示子進程的標准錯誤也輸出到標准輸出。

二、粘包現象

所謂粘包問題主要還是因為接收方不知道消息之間的界限，還有系統緩存區的問題，時間差的原因，不知道一次性提取多少字節的數據所造成的。

須知：只有TCP有粘包現象，UDP永遠不會粘包

粘包不一定會發生，如果發生了：1.可能是在客戶端已經粘了；2.客戶端沒有粘，可能是在服務端粘了

緩沖區的作用：存儲少量數據

如果你的網絡出現短暫的異常或者波動，接收數據就會出現短暫的中斷，影響你的下載或者上傳的效率。但是，緩

沖區解決了上傳下載的傳輸效率的問題，帶來了黏包問題。

收發的本質：不一定是一收一發

三、為什么出現粘包?

1，接收方沒有及時接收緩沖區的包，造成多個包接收（客戶端發送了一段數據，服務端只收了一小部分，服務端下次再收的時候還是從緩沖區拿上次遺留的數據，產生粘包）recv會產生黏包（如果recv接受的數據量(1024)小於發送的數據量，第一次只能接收規定的數據量1024，第二次接收剩余的數據量）

2，發送端需要等緩沖區滿才發送出去，造成粘包（發送數據時間間隔很短，數據也很小，會合到一起，產生粘包）send 也可能發生粘包現象。（連續send少量的數據發到輸出緩沖區，由於緩沖區的機制，也可能在緩沖區中不斷積壓，多次寫入的數據被一次性發送到網絡）

出現粘包現象的代碼實例

server. py

import socket
import subprocess

# 建立
phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

# 綁定
phone.bind(('127.0.0.1', 8081))

# 監聽
phone.listen(5)

# 通信循環
while True:
    # 接收客戶端連接請求
    conn, client_addr = phone.accept()
    while True:
        # 接收客戶端數據/命令
        cmd = conn.recv(1024)
        if not cmd:
            break
        # 創建管道
        obj = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
        stdout = obj.stdout.read()
        stderr = obj.stderr.read()
        # 向客戶端發送數據
        conn.send(stdout)
        conn.send(stderr)
    # 結束連接
    conn.close()

# 關閉套接字
phone.close()

client. py

import socket

# 建立
phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 連接
phone.connect(('127.0.0.1', 8081))
while True:
    cmd = input('>>> ').strip()
    if not cmd:
        continue
    if cmd == 'quit':
        break
    # 給服務端發送數據/命令
    phone.send(cmd.encode('utf-8'))
    # 接收服務端數據/命令
    data = phone.recv(1024)
    print(data.decode('utf-8'))

# 關閉套接字
phone.close()

粘包現象運行結果

可以觀察到執行兩次ls命令后，服務端返回的仍然是ifconfig命令的結果，最后一次ls命令的末尾才出現ls命令返回的部分結果

四、解決粘包問題的代碼實例

server. py

import socket
import subprocess
import json
import struct

# 建立
phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

# 綁定
phone.bind(('127.0.0.1', 8081))

# 監聽
phone.listen(5)

# 通信循環
while True:
    # 接收客戶端連接請求
    conn, client_addr = phone.accept()
    while True:
        # 接收客戶端數據/命令
        cmd = conn.recv(1024)
        if not cmd:
            continue
        # 創建數據流管道
        obj = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
        stdout = obj.stdout.read()
        stderr = obj.stderr.read()
        # 向客戶端發送數據

        # 解決粘包問題
        # 1.制作固定長度的報頭
        header_dic = {
            'filename': 'a.txt',
            'total_size': len(stdout)+len(stderr)
        }
        # 序列化報頭
        header_json = json.dumps(header_dic)  # 序列化為byte字節流類型
        header_bytes = header_json.encode('utf-8')  # 編碼為utf-8（Mac系統）
        # 2.先發送報頭的長度
        # 2.1 將byte類型的長度打包成4位int
        conn.send(struct.pack('i', len(header_bytes)))
        # 2.2 再發報頭
        conn.send(header_bytes)
        # 2.3 再發真實數據
        conn.send(stdout)
        conn.send(stderr)
    # 結束連接
    conn.close()

# 關閉套接字
phone.close()

client. py

import socket
import struct
import json

# 建立
phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 連接
phone.connect(('127.0.0.1', 8081))
while True:
    cmd = input('>>> ').strip()
    if not cmd:
        continue
    if cmd == 'quit':
        break
    # 給服務端發送命令
    phone.send(cmd.encode('utf-8'))
    # 接收服務端數據

    # 1.先收報頭長度
    obj = phone.recv(4)
    header_size = struct.unpack('i', obj)[0]
    # 2.收報頭
    header_bytes = phone.recv(header_size)
    # 3.從報頭中解析出數據的真實信息（報頭字典）
    header_json = header_bytes.decode('utf-8')
    header_dic = json.loads(header_json)
    total_size = header_dic['total_size']
    # 4.接受真實數據
    recv_size = 0
    recv_data = b''
    while recv_size < total_size:
        res = phone.recv(1024)
        recv_data += res
        recv_size += len(res)
    print(recv_data.decode('utf-8'))

# 關閉套接字
phone.close()