python資源庫——socket網路程式設計

血色_蒼穹發表於2018-12-13
Python程式設計

sockket簡介

socekt又稱為‘套接字’，用於描述IP和地址埠，是一個通訊鏈路的控制程式碼，應用程式通常通過套接字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函式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客戶端socket進行開啟、讀寫、關閉操作。

Socket物件

sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)

引數一：地址簇

sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)

 

引數一：地址簇

引數 描述
socket.AF_INET IPv4（預設）
socket.AF_INET6 IPv6
ocket.AF_UNIX 只能夠用於單一的Unix系統程式間通訊

 

引數二：型別

引數 描述
socket.SOCK_STREAM 流式socket , for TCP （預設）
socket.SOCK_DGRAM 資料包式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，利用原始套接字，可以通過IP_HDRINCL套接字選項由使用者構造IP頭。
socket.SOCK_RDM 是一種可靠的UDP形式，即保證交付資料包但不保證順序。SOCK_RAM用來提供對原始協議的低階訪問，在需要執行某些特殊操作時使用，如傳送ICMP報文。SOCK_RAM通常僅限於高階使用者或管理員執行的程式使用。
socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的連續資料包服務

 

Socket類方法

方法 描述
s.bind(address) 將套接字繫結到地址。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) 開始監聽傳入連線。backlog指定在拒絕連線之前，可以掛起的最大連線數量。
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() 接受連線並返回（conn,address）,其中conn是新的套接字物件，可以用來接收和傳送資料。address是連線客戶端的地址。
sk.connect(address) 連線到address處的套接字。一般，address的格式為元組（hostname,port）,如果連線出錯，返回socket.error錯誤。
sk.connect_ex(address) 同上，只不過會有返回值，連線成功時返回 0 ，連線失敗時候返回編碼，例如：10061
sk.close() 關閉套接字連線
sk.recv(bufsize[,flag]) 接受套接字的資料。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，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收資料的字串，address是傳送資料的套接字地址。
sk.send(string[,flag]) 將string中的資料傳送到連線的套接字。返回值是要傳送的位元組數量，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傳送。
sk.sendall(string[,flag]) 將string中的資料傳送到連線的套接字，但在返回之前會嘗試傳送所有資料。成功返回None，失敗則丟擲異常。內部通過遞迴呼叫send，將所有內容傳送出去。
sk.sendto(string[,flag],address) 將資料傳送到套接字，address是形式為（ipaddr，port）的元組，指定遠端地址。返回值是傳送的位元組數。該函式主要用於UDP協議。
sk.settimeout(timeout) 設定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() 返回連線套接字的遠端地址。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() 套接字的檔案描述符

 

socket程式設計思路

  • TCP服務端
  1. 建立套接字，繫結套接字到本地IP與埠
  2. 開始監聽連線
  3. 進入迴圈，不斷接受客戶端的連線請求
  4. 然後接收傳來的資料，併傳送給對方資料
  5. 傳輸完畢後，關閉套接字
  • TCP客戶端
  1. 建立套接字，連線遠端地址
  2. 連線後傳送資料和接收資料
  3. 傳輸完畢後，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(`資料：`).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,最多隻能接受1024個位元組,那麼如果client端傳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，下次呼叫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. 在傳送之前先告訴接受資料端我要傳送資料的位元組大小
  2. 接收資料端收到資料後回覆給資料傳送端一個確認訊息
  3. 資料傳送端收到確認資訊後,傳送資料
  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 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()

 

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