1、初识socke
来源:互联网 发布:雨滴软件 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 16:02
经过近一个半月的学习我们已经度过了python基础的阶段,今天我们开始学习python网络编程,没有难以理解的逻辑,更注重的是记忆。
对网络协议和基础没有概念的可以在阅读本文前预习计算机基础3、网络协议:http://www.cnblogs.com/liluning/p/7170799.html
一、客户端/服务器架构
1、C/S结构,即Client/Server(客户端/服务器)结构
2、我们在互联网中处处可见c/s架构比如说浏览器,qq,lol,视频软件。。。
3、我们学习socket就是为了c/s架构的开发
二、scoket与网络协议
首先我们需要实现网络通信必然需要多网络协议有着深刻的了解。而我们做开发如果把每一点都搞清楚太过于耗费精力,所以我们才有了scoket
socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。
所以,我们无需深入理解tcp/udp协议,socket已经为我们封装好了,我们只需要遵循socket的规定去编程,写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的
三、套接字
套接字起源于 20 世纪 70 年代加利福尼亚大学伯克利分校版本的 Unix,即人们所说的 BSD Unix。一开始,套接字被设计用在同 一台主机上多个应用程序之间的通讯。套接字有两种(或者称为有两个种族),分别是基于文件型的和基于网络型的。
1、基于文件类型的套接字:AF_UNIX
unix一切皆文件,基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据,两个套接字进程运行在同一机器,可以通过访问同一个文件系统间接完成通信
2、基于网络类型的套接字:AF_INET
还有AF_INET6被用于ipv6,还有一些其他的地址家族,AF_INET是使用最广泛的一个,python支持很多种地址家族,但是由于我们只关心网络编程,所以大部分时候我么只使用AF_INET
3、套接字函数的认识
首先我们要知道所有的函数使用都需要导入socket模块
1)socket()模块
import socket获取tcp/ip套接字tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)获取udp/ip套接字udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
2)服务端套接字函数
bind() 绑定(主机,端口号)到套接字listen() 开始TCP监听accept() 被动接受TCP客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来
3)客户端套接字函数
connect() 主动初始化TCP服务器连接connect_ex() connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常
4)公共用途的套接字函数
recv() 接收TCP数据send() 发送TCP数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)sendall() 发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用send直到发完)recvfrom() 接收UDP数据sendto() 发送UDP数据getpeername() 连接到当前套接字的远端的地址getsockname() 当前套接字的地址getsockopt() 返回指定套接字的参数setsockopt() 设置指定套接字的参数close() 关闭套接字
5)面向锁的套接字函数
setblocking() 设置套接字的阻塞与非阻塞模式settimeout() 设置阻塞套接字操作的超时时间gettimeout() 得到阻塞套接字操作的超时时间
6)面向文件的套接字函数
fileno() 套接字的文件描述符makefile() 创建一个与该套接字相关的文件
四、基于tcp的套接字代码实现
前面一次性近二十个函数是不是看蒙蔽了 来看看实际应用其实应用很简单
tcp是基于链接的,必须先启动服务端,然后再启动客户端去链接服务端
tcp服务端
ss = socket() #创建服务器套接字ss.bind() #把地址绑定到套接字ss.listen() #监听链接while True : #服务器无限循环 conn,client_addr=ss.accept() #接受客户端链接 while True : #通讯循环 conn.recv()/cs.send() #对话(接收与发送) conn.close() #关闭客户端套接字ss.close() #关闭服务器套接字(可选)
tcp客户端
cs = socket() # 创建客户套接字cs.connect() # 尝试连接服务器while True : # 通讯循环 cs.send()/cs.recv() # 对话(发送/接收)cs.close() # 关闭客户套接字
1、socket通信流程与打电话流程类似以此为例:
服务端:
import sockets=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机s.bind('127.0.0.1',8080) #手机插卡s.listen(5) #开机#print('starting...')conn,addr=s.accept() #等电话 (链接,客户的的ip和端口组成的元组)#print(conn,addr)data=conn.recv(1024) #接收print('client data: <%s>' %data)conn.send(data.upper()) #发送conn.close() #挂电话s.close() #关机
客户端:
import socketphone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机phone.connect(('127.0.0.1',8080)) #绑定手机卡#发,收消息phone.send('hello'.encode('utf-8'))data=phone.recv(1024)print('server back res:<%s>' %data)phone.close()
2、加上链接循环与通信循环
服务端:
import socketphone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机phone.bind(('127.0.0.1',8081)) #绑定手机卡phone.listen(5) #开机 最多挂起5个服务print('starting...')while True: #链接循环 conn,client_addr=phone.accept() #等电话 (链接,客户的的ip和端口组成的元组) print('-------->',conn,client_addr) #收,发消息 while True:#通信循环 try: data=conn.recv(1024) if not data:break #针对linux print('client data: <%s>' %data) conn.send(data.upper()) except Exception: break conn.close() #挂电话phone.close() #关机
客户端(可以有几个客户端一起链接后面的被挂起前一个断开后立马链接):
import socketphone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机phone.connect(('127.0.0.1',8081)) #绑定手机卡#发,收消息while True: msg=input('>>: ').strip() if not msg:continue phone.send(msg.encode('utf-8')) data=phone.recv(1024) print('server back res:<%s>' %data)phone.close()
3、模拟ssh远程模拟命令
服务端:
import socketimport subprocessphone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)phone.bind(('127.0.0.1',8082))phone.listen(5)print('starting...')while True: conn,client_addr=phone.accept() print('-------->',conn,client_addr) while True: try: cmd=conn.recv(1024) #if not cmd:break #针对linux #执行cmd命令,拿到cmd的结果,结果应该是bytes类型 #。。。。 res = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE) stdout=res.stdout.read() stderr=res.stderr.read() #发送命令的结果 conn.send(stdout+stderr) except Exception: break conn.close() #挂电话phone.close() #关机
客户端:
import socketphone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) phone.connect(('127.0.0.1',8082))while True: cmd=input('>>: ').strip() if not cmd:continue phone.send(cmd.encode('utf-8')) cmd_res=phone.recv(1024) print(cmd_res.decode('gbk'))phone.close()
五、异常解决(了解)
解决方法:
#加入一条socket配置,重用ip和端口phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它,在bind前加phone.bind(('127.0.0.1',8080))
发现系统存在大量TIME_WAIT状态的连接,通过调整linux内核参数解决,vi /etc/sysctl.conf编辑文件,加入以下内容:net.ipv4.tcp_syncookies = 1net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30 然后执行 /sbin/sysctl -p 让参数生效。 net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时,启用cookies来处理,可防范少量SYN攻击,默认为0,表示关闭;net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接,默认为0,表示关闭;net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收,默认为0,表示关闭。net.ipv4.tcp_fin_timeout 修改系統默认的 TIMEOUT 时间
六、subprocess模块(简单介绍)
允许你去创建一个新的进程让其执行另外的程序,并与它进行通信,获取标准的输入、标准输出、标准错误以及返回码等
Popen类
subprocess模块中定义了一个Popen类,通过它可以来创建进程,并与其进行复杂的交互。查看一下它的构造函数:
__init__(self, 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)
主要参数说明:
args:args should be a string, or a sequence of program arguments.也就是说必须是一个字符串或者序列类型(如:字符串、list、元组),用于指定进程的可执行文件及其参数。如果是一个序列类型参数,则序列的第一个元素通常都必须是一个可执行文件的路径。当然也可以使用executeable参数来指定可执行文件的路径。
stdin,stdout,stderr:分别表示程序的标准输入、标准输出、标准错误。有效的值可以是PIPE,存在的文件描述符,存在的文件对象或None,如果为None需从父进程继承过来,stdout可以是PIPE,表示对子进程创建一个管道,stderr可以是STDOUT,表示标准错误数据应该从应用程序中捕获并作为标准输出流stdout的文件句柄。
shell:如果这个参数被设置为True,程序将通过shell来执行。
env:它描述的是子进程的环境变量。如果为None,子进程的环境变量将从父进程继承而来。
实例化:
res = subprocess.Popen(r'dir', shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
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