一、socket的通信流程介紹
一開始,套接字被設計用在同 一台主機上多個應用程序之間的通訊。這也被稱進程間通訊,或 IPC。套接字有兩種（或者稱為有兩個種族）,分別是基於文件型的和基於網絡型的。
先從服務器端說起。服務器端先初始化Socket，然后與端口綁定(bind)，對端口進行監聽(listen)，調用accept阻塞，等待客戶端連接。在這時如果有個客戶端初始化一個Socket，然后連接服務器(connect)，如果連接成功，這時客戶端與服務器端的連接就建立了。客戶端發送數據請求，服務器端接收請求並處理請求，然后把回應數據發送給客戶端，客戶端讀取數據，最后關閉連接，一次交互結束.
#socket()模塊函數用法
服務端套接字函數
s.bind() 綁定(主機,端口號)到套接字
s.listen() 開始TCP監聽
s.accept() 被動接受TCP客戶的連接,(阻塞式)等待連接的到來
客戶端套接字函數
s.connect() 主動初始化TCP服務器連接
s.connect_ex() connect()函數的擴展版本,出錯時返回出錯碼,而不是拋出異常
公共用途的套接字函數
s.recv() 接收TCP數據
s.send() 發送TCP數據(send在待發送數據量大於己端緩存區剩余空間時,數據丟失,不會發完)
s.sendall() 發送完整的TCP數據(本質就是循環調用send,sendall在待發送數據量大於己端緩存區剩余空間時,數據不丟失,循環調用send直到發完)
s.recvfrom() 接收UDP數據
s.sendto() 發送UDP數據
s.getpeername() 連接到當前套接字的遠端的地址
s.getsockname() 當前套接字的地址
s.getsockopt() 返回指定套接字的參數
s.setsockopt() 設置指定套接字的參數
s.close() 關閉套接字
面向鎖的套接字方法
s.setblocking() 設置套接字的阻塞與非阻塞模式
s.settimeout() 設置阻塞套接字操作的超時時間
s.gettimeout() 得到阻塞套接字操作的超時時間
面向文件的套接字的函數
s.fileno() 套接字的文件描述符
s.makefile() 創建一個與該套接字相關的文件
二、基於tcp協議通信的套接字程序編寫
1、Socket是：應用層與TCP/IP協議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口。在設計模式中，Socket其實就是一個門面模式，它把復雜的TCP/IP協議族隱藏在Socket接口后面，對用戶來說，一組簡單的接口就是全部，讓Socket去組織數據，以符合指定的協議。
所以，我們無需深入理解tcp/udp協議，socket已經為我們封裝好了，我們只需要遵循socket的規定去編程，寫出的程序自然就是遵循tcp/udp標准的。
也有人將socket說成ip+port，ip是用來標識互聯網中的一台主機的位置，而port是用來標識這台機器上的一個應用程序，ip地址是配置到網卡上的，而port是應用程序開啟的，ip與port的綁定就標識了互聯網中獨一無二的一個應用程序，
而程序的pid是同一台機器上不同進程或者線程的標識
2、socket編程是 ：基於套接字（傳輸層及其以下）封裝以上的 應用層的程序開發
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1、基於tcp協議實現簡單套接字通信（簡單版）
#server import socket # 1、買手機 phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # SOCK_STREAM=》TCP協議 # 2、插手機卡 phone.bind(("127.0.0.1", 8080)) # 127.0.0.1是本地回環地址，只能自己訪問自己，防止外界的干擾 ，端口8080是自己設定的（1025-65535間的任一值，前1024被操作系統占用） # 3、開機 phone.listen(5) #半鏈接池5是自己設定的，不能寫成：半鏈接池backlog=5，會報錯 print('starting %s:%s' %("127.0.0.1", 8080)) # 4、等電話鏈接 conn, client_addr = phone.accept() # 5、收/發消息 data = conn.recv(1024) # 1024指的是最大接收的字節個數 print("收到的客戶端數據：", data.decode('utf-8')) conn.send(data.upper()) # 6、關閉 conn.close() # 掛電話 phone.close() # 關機 #client
import socket # 1、買手機 phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # SOCK_STREAM=》TCP協議 # 2、撥電話 phone.connect(("127.0.0.1", 8080)) # 3、發/收消息 phone.send("hello".encode('utf-8')) data = phone.recv(1024) print("服務的返回的數據：", data.decode('utf-8')) # 4、關閉 phone.close()
2、基於tcp協議實現簡單套接字通信（加上循環改進版）
#server """ 服務端應該滿足的特性： 1、一直對外提供服務 2、並發地提供服務 """ import socket # 1、買手機 phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # SOCK_STREAM=》TCP協議 # 2、插手機卡 phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) #就是它，在bind前加 phone.bind(("127.0.0.1", 8080)) # 本地回環 # 3、開機 phone.listen(5) print('starting %s:%s' %("127.0.0.1", 8080)) # 4、等電話鏈接=>鏈接循環 while True: conn, client_addr = phone.accept() print(client_addr) # 5、收/發消息=>通信循環 while True: try: data = conn.recv(1024) # 最大接收的字節個數 if len(data) == 0: # 針對linux系統 break print("收到的客戶端數據：", data.decode('utf-8')) conn.send(data.upper()) except Exception: # 針對windows系統 break # 6、關閉 conn.close() # 掛電話 phone.close() # 關機 #client import socket # 1、買手機 phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # SOCK_STREAM=》TCP協議 # 2、撥電話 phone.connect(("127.0.0.1", 8080)) # 3、發/收消息=>通信循環 while True: msg = input(">>: ").strip() phone.send(msg.encode('utf-8')) data = phone.recv(1024) print("服務的返回的數據：", data.decode('utf-8')) # 4、關閉 phone.close()
3、用於測試的 server
#與改進版server的不同之處是在於這里只是用於一直對外提供服務，缺bind前面一橫，還有適用於linux系統的那兩行判斷 """ 服務端應該滿足的特性： 1、一直對外提供服務 """ import socket # 1、買手機 phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # SOCK_STREAM=》TCP協議 # 2、插手機卡 phone.bind(("192.168.11.186", 8888)) # 本地回環 # 3、開機 phone.listen(5) print('starting %s:%s' %("127.0.0.1", 8888)) # 4、等電話鏈接=>鏈接循環 while True: conn, client_addr = phone.accept() print(client_addr) # 5、收/發消息=>通信循環 while True: try: data = conn.recv(1024) # 最大接收的字節個數 print("收到的客戶端數據：", data.decode('utf-8')) conn.send(data.upper()) except Exception: break # 6、關閉 conn.close() # 掛電話 phone.close() # 關機
4、遠程執行命令（與地球上別的計算機交互）
#server 在改進版基礎上增加了obj那一塊內容
""" 服務端應該滿足的特性： 1、一直對外提供服務 2、並發地提供服務 """ import socket import subprocess # 1、買手機 phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # SOCK_STREAM=》TCP協議 # 2、插手機卡 phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) # 就是它，在bind前加 phone.bind(("127.0.0.1", 8080)) # 本地回環 # 3、開機 phone.listen(5) print('starting %s:%s' % ("127.0.0.1", 8080)) # 4、等電話鏈接=>鏈接循環 while True: conn, client_addr = phone.accept() print(client_addr) # 5、收/發消息=>通信循環 while True: try: cmd = conn.recv(1024) # 最大接收的字節個數 if len(cmd) == 0: # 針對linux系統 break obj = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE ) res=obj.stdout.read()+obj.stderr.read() # ??? print(res) conn.send(res) except Exception: # 針對windows系統 break # 6、關閉 conn.close() # 掛電話 phone.close() # 關機
#client
同改進版的client
5、 補充的要點：
（1）服務端滿足的條件：一直服務，並發的提供服務
（2）異常處理
（3）判斷data長度，在linux系統上用
（4）ip地址重用問題（就是把軟件關了，會發現還沒關）解決：
一，系統回收資源慢那就慢慢等會；
二，換一個端口號試試；
三，加入一條socket配置，重用ip和端口
phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它，在bind前加
四，發現系統存在大量TIME_WAIT狀態的連接，通過調整linux內核參數解決
vi /etc/sysctl.conf 編輯文件，加入以下內容： net.ipv4.tcp_syncookies = 1 net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30 然后執行 /sbin/sysctl -p 讓參數生效。 net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示開啟SYN Cookies。當出現SYN等待隊列溢出時，啟用cookies來處理，可防范少量SYN攻擊，默認為0，表示關閉； net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示開啟重用。允許將TIME-WAIT sockets重新用於新的TCP連接，默認為0，表示關閉； net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示開啟TCP連接中TIME-WAIT sockets的快速回收，默認為0，表示關閉。 net.ipv4.tcp_fin_timeout 修改系統默認的 TIMEOUT 時間
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