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Socket - 套接字编程

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目录

Socket - 套接字编程Socket 通信流程图Socket模块socket()方法部分参数bind()方法listen()方法accept()方法accept()函数返回值:sock、addrconnect() 方法close()方法服务端客户端对比简单案例简易通信循环优化通信循环黏包问题Struct 模块规定报头解决黏包问题上传文件案例UDP通信Socket - 套接字编程 只要涉及到远程数据交互必须要操作OSI七层模型,那么每层都需要相应的程序去操作,现在就需要一个模块去操作,直接实现;

Socket是处于应用层和传输层之间的抽象层,Socket并不是一个单独的层,在我们设计程序软件的时候,它会让编程变的更简单,我们大量用的都是通过socket实现的;

Socket的作用显而易见,TCP和UDP比喻成小弟,socket是大哥,那么下面的协议(TCP/UDP)不需要我们去管,这样暴露出来的只有Socket接口,Socket自动的去组织数据,来符合指定的协议标准;

Socket 通信流程图 Socket基于TCP/IP协议的面向连接的通信,分为客户端和服务端,必须先启动服务端,然后再启动客户端去链接服务端;

Socket模块socket()方法 客户端和服务端的入口,默认就是基于网络的TCP协议传输;

部分参数 套接字家族:

AF_UNIX:本机通信AF_INET:TCP/IP协议,使用IPV4,基于网络传输AF_INET6:TCP/IP协议,使用IPV6,基于网络传输 类型分类(type)

SOCK_STREAM:TCP协议(默认采用,流式协议)SOCK_DGRAM:UDP协议SOCK_RAW:原始套接字 proto参数是协议标志,默认为0,原始套接字需要指定值

部分源码

bind()方法 绑定函数的作用就是为调用socket()函数产生的套接字分配一个本地协议地址,建立地址与套接字的对于关系;

代码语言:javascript复制# 源码

def bind(self, address: Union[_Address, bytes]) -> None: ...

# 参数

address: Union[_Address, bytes]

address:要接收的数据类型集合

->:返回什么(返回值)

# 示例bind((ip,端口))

server.bind(('127.0.0.1', 8080)) # 绑定ip和端口listen()方法 监听函数,作用是建立半连接池,规定最大连接数,在windows系统下如果客户端数量超过半连接池规定的数量会报错;

代码语言:javascript复制server.listen(5) # 半连接池

# 如果服务端正在和一个客户端做交互,那么半连接池就规定了,还可以服务几个客服端;

# 类似于,餐厅门口可以让顾客坐的凳子,满了就不能坐了accept()方法 作用就是使服务器接受客户端的连接请求;

运行服务端,会在此监听,等待请求;

代码语言:javascript复制def accept(self) -> Tuple[socket, _RetAddress]: ...

# 返回一个元组,元组包括socket对象和地址信息

"""

accept() -> (socket object, address info)

Wait for an incoming connection. Return a new socket

representing the connection, and the address of the client.

For IP sockets, the address info is a pair (hostaddr, port).

"""accept()函数返回值:sock、addr sock:用于操作服务端和客户端连接的双向通道的媒介

addr:客户端的地址

sock.recv():接收消息,返回bytes类型数据

代码语言:javascript复制def recv(self, bufsize: int, flags: int = ...) -> bytes: ...

# 示例

sock.recv(1024) # 接收客户端发送的消息,一次接收1024bytessock.send():发送消息,返回int类型数据代码语言:javascript复制def send(self, data: bytes, flags: int = ...) -> int: ...

# 示例

sock.send(b'HammerZe')connect() 方法 作用是TCP客户端连接服务器

代码语言:javascript复制def connect(self, address: Union[_Address, bytes]) -> None: ...

# 示例

# 格式:connect((ip,port)),里面是tuple类型

client.connect(('127.0.0.1', 8080))close()方法 关闭套接字,并立即返回到进程;

代码语言:javascript复制sock.close()

server.close() 服务端客户端对比 编写小妙招:

服务端

客户端

对比

server=socket.socket()

client=socket.socket()

开头必须

server.bind((ip,port))

client.connect((ip,port))

连接必须

server.listen(n) # 半连接池

服务端

sock,addr = server.accept() # 获取客户端请求,返回sock,addr(客户端地址)

服务端

sock.recv(1024) # 服务端接收内容,1024为size

client.send(bytes)# 客户端发送bytes类型数据

服务端和客户端相对

sock.send(bytes)# 服务端发送bytes类型数据

client.recv(1024)# 客户端接收内容,1024为size

服务端和客户端相对

sock.close() # 关闭会话通道,断开连接

服务端

server.close()# 关闭套接字

client.close()# 关闭套接字

服务端和客户端

注意:服务端和客户端不可同时发数据(send),也不可同时收数据(recv)

简单案例 服务端

代码语言:javascript复制'''server.py'''

import socket

server = socket.socket()

# 建立连接

server.bind(('127.0.0.1', 8085))

# 半连接池

server.listen(5)

# 获取客户端请求

sock, address = server.accept()

print(address)

# 接收数据

data = sock.recv(1024)

print(data)

# 发送数据

sock.send(b"Hi,This is server-side!")

# 关闭通话

sock.close()

# 关闭套接字

server.close() 客户端

代码语言:javascript复制'''client.py'''

import socket

client = socket.socket()

# 建立连接

client.connect(('127.0.0.1', 8085))

# 发送数据

client.send(b"Hello guys,I'am HammerZe!")

# 接收数据

data = client.recv(1024)

print(data)

# 关闭套接字

client.close()简易通信循环 光发一条消息不够过瘾是吧,如何通信循环,你侬我侬,如下:

服务端

代码语言:javascript复制import socket

server = socket.socket()

# 建立链接

server.bind(('127.1.1.1', 8086))

# 半连接池

server.listen(5)

# 监听

sock,address = server.accept()

while True:

# 接收

data = sock.recv(1024)

print(data.decode('utf8'))

# 发送

to_cmsg = input('请输入发给客户端的内容>>>:').strip()

sock.send(to_cmsg.encode('utf8')) 客户端

代码语言:javascript复制import socket

client = socket.socket()

# 获取ip和端口

client.connect(('127.1.1.1', 8086))

# 发送数据

while True:

to_smsg = input('请输入发给服务端的内容>>>:').strip()

client.send(to_smsg.encode('utf8'))

# 接收数据

data = client.recv(1024)

print(data.decode('utf8'))优化通信循环 优化内容:

解决,发空消息会停住,导致双方接收和发送混乱解决Address already in use 报错(端口占用错误)解决服务端启用,客户端主动重启报错,错误内容:远程主机强迫关闭了一个现有的连接,原因是没有走三次握手和四次挥手主动断开; 服务端

代码语言:javascript复制import socket

from socket import SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR

server = socket.socket()

# 解决断开占用报错

server.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它,在bind前加

# 建立链接

server.bind(('127.1.1.1', 8086))

# 半连接池

server.listen(5)

# 监听

while True:

sock,address = server.accept()

while True:

try:

# 接收

data = sock.recv(1024)

if len(data) ==0:continue

print(data.decode('utf8'))

to_cmsg = data+ b'server'

sock.send(to_cmsg)

except Exception:

break 客户端

代码语言:javascript复制import socket

client = socket.socket()

# 获取ip和端口

client.connect(('127.1.1.1', 8086))

# 发送数据

while True:

to_smsg = input('请输入发给服务端的内容>>>:').strip()

if not to_smsg:

print('不能输入空消息,请重新输入')

continue

client.send(to_smsg.encode('utf8'))

# 接收数据

data = client.recv(1024)

print(data.decode('utf8'))黏包问题 数据管道的数据没有被完全取出;TCP特性导致黏包,当数据量比较小 且时间间隔比较短,交互多次数据,那么TCP会自动打包成一个数据包发送;

情景一:如果交互的数据比规定接收的字节大,那么只会接收规定的字节大小,那么下次通信,继续传输上次没有传完的数据(互通管道,先进先出,TCP流式协议);

情景二:如果交互的数据太小,比如想交互三次发三次hello,那么TCP会一次发完;

解决办法:调整规定接收size,调大或调小(不推荐)使用Struct规定固定报头(推荐)Struct 模块 使用Struct模块规定了报头的长度,通过服务端定制报头和客户端解析报头来获取真实数据的长度,从而接收真实的数据内容,解决黏包问题;

规定报头 案例

代码语言:javascript复制import struct

import json

info_dic = {

'name':'Hammer',

'age':18,

}

# 序列化

json_info_dic = json.dumps(info_dic)

# 真实长度

print(len(json_info_dic)) # 29

# 定制报头

herder = struct.pack('i',len(json_info_dic))

print(len(herder)) # 4

# 解析报头

parse_herder = struct.unpack('i',herder)[0]

print(parse_herder) # 29解决黏包问题 客户端

代码语言:javascript复制import socket

import subprocess

import json

import struct

server = socket.socket()

server.bind(('127.1.1.2', 8087))

server.listen(5)

while True:

sock, address = server.accept()

while True:

data = sock.recv(1024) # 接收cmd命令

command_cmd = data.decode('utf8')

sub = subprocess.Popen(command_cmd, shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)

res = sub.stdout.read() + sub.stderr.read() # 结果可能很大

# 1.制作报头

data_first = struct.pack('i', len(res))

# 2.发送报头

sock.send(data_first)

# 3.发送真实数据

sock.send(res) 服务端

代码语言:javascript复制import socket

import struct

client = socket.socket()

client.connect(('127.1.1.2', 8087))

while True:

msg = input('请输入cmd命令>>>:').strip()

if len(msg) == 0:

continue

client.send(msg.encode('utf8'))

# 1.先接收固定长度为4的报头数据

recv_first = client.recv(4)

# 2.解析报头

real_length = struct.unpack('i',recv_first)[0]

# 3.接收真实数据

real_data = client.recv(real_length)

print(real_data.decode('gbk'))上传文件案例 客户端

代码语言:javascript复制import json

import os

import socket

import struct

client = socket.socket()

client.connect(('127.0.0.1', 8080))

while True:

data_path = r'C:\Users\32972\Desktop\python课外题目'

# print(os.listdir(data_path)) # ['python练习题.md', 'Python阶段面试题2019-2-15.docx']

file_list = os.listdir(data_path)

for index, value in enumerate(file_list, 1):

print(index, value) # 0 python练习题.md 1 Python阶段面试题2019-2-15.docx

file_choice = input('请输入想要上传的文件编号>>>>').strip()

if not file_choice:

print('上传文件编号不能为空')

continue

if not file_choice.isdigit():

print('文件编号必须是纯数字')

continue

file_choice = int(file_choice)

if file_choice not in range(1, len(file_list) + 1):

print('没有该文件')

continue

# 获取文件名称

file_name = file_list[file_choice - 1]

print(file_name)

# 拼接路径

real_file_path = os.path.join(data_path, file_name)

# print(real_file_path) # C:\Users\32972\Desktop\python课外题目\python练习题.md

# 优化操作

data_dict = {

'file_name': file_name,

'desc': 'python面试题',

'size': os.path.getsize(real_file_path),

'info': '通关面试必备!'

}

data_json = json.dumps(data_dict)

# 制作字典报头

data_first = struct.pack('i', len(data_json))

# 发送字典报头

client.send(data_first)

# 发送字典

client.send(data_json.encode('utf8'))

# 发送真实数据

with open(real_file_path, 'rb') as f:

for line in f:

client.send(line) 服务端

代码语言:javascript复制import json

import socket

import struct

server = socket.socket()

server.bind(('127.0.0.1',8080))

server.listen(5)

while True:

sock,address = server.accept()

while True:

# 接收报头

recv_first = sock.recv(4)

# 解析字典报头

dict_length = struct.unpack('i',recv_first)[0]

# 接收字典数据

real_data = sock.recv(dict_length)

# 解析字典,返序列化

real_dict = json.loads(real_data)

print(real_dict)

# 获取字典中的内容

data_size = real_dict.get('size')

file_name = real_dict.get('file_name')

# 接收

recv_size = 0

with open(file_name,'wb') as f:

while recv_size

data = sock.recv(1024)

recv_size += len(data)

f.write(data)UDP通信代码语言:javascript复制import socket

udp_sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM) # UDP协议

udp_sk.bind(('127.0.0.1',9000)) # 绑定地址

msg,addr = udp_sk.recvfrom(1024)

udp_sk.sendto(b'hi',addr)

udp_sk.close()

import socket

ip_port=('127.0.0.1',9000)

udp_sk=socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)

udp_sk.sendto(b'hello',ip_port)

back_msg,addr=udp_sk.recvfrom(1024)

print(back_msg.decode('utf-8'),addr)