【python】-- Socket

socket

socket本质上就是在2台网络互通的电脑之间,架设一个通道,两台电脑通过这个通道来实现数据的互相传递。 我们知道网络 通信 都 是基于 ip+port 方能定位到目标的具体机器上的具体服务,操作系统有0-65535个端口,每个端口都可以独立对外提供服务,如果 把一个公司比做一台电脑 ,那公司的总机号码就相当于ip地址, 每个员工的分机号就相当于端口, 你想找公司某个人,必须 先打电话到总机,然后再转分机 。

 

一、socket简述

socket通常也称作"套接字",用于描述IP地址和端口,是一个通信链的句柄,应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。

socket起源于Unix,而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”,对于文件用【打开】【读写】【关闭】模式来操作。socket就是该模式的一个实现,socket即是一种特殊的文件,一些socket函数就是对其进行的操作(读/写IO、打开、关闭)

socket和file的区别:

  • file模块是针对某个指定文件进行【打开】【读写】【关闭】
  • socket模块是针对 服务器端 和 客户端Socket 进行【打开】【读写】【关闭】

1、客户端小实例:

 2、服务端小实例:

 

3、socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)参数详解:

参数一:地址簇

  socket.AF_INET IPv4(默认)
  socket.AF_INET6 IPv6

  socket.AF_UNIX 只能够用于单一的Unix系统进程间通信

参数二:类型

  socket.SOCK_STREAM  流式socket , for TCP (默认)
  socket.SOCK_DGRAM   数据报式socket , for UDP

  socket.SOCK_RAW 原始套接字,普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文,而SOCK_RAW可以;其次,SOCK_RAW也可以处理特殊的IPv4报文;此外,利用原始套接字,可以通过IP_HDRINCL套接字选项由用户构造IP头。
  socket.SOCK_RDM 是一种可靠的UDP形式,即保证交付数据报但不保证顺序。SOCK_RAM用来提供对原始协议的低级访问,在需要执行某些特殊操作时使用,如发送ICMP报文。SOCK_RAM通常仅限于高级用户或管理员运行的程序使用。
  socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的连续数据包服务

参数三:协议

  0  (默认)与特定的地址家族相关的协议,如果是 0 ,则系统就会根据地址格式和套接类别,自动选择一个合适的协议

Demo:

  

 

二、Socket方法、简单ssh实例

1、socket方法:

函数描述
服务器端套接字
s.bind() 绑定地址(host,port)到套接字, 在AF_INET下,以元组(host,port)的形式表示地址。
s.listen() 开始TCP监听。backlog指定在拒绝连接之前,操作系统可以挂起的最大连接数量。该值至少为1,大部分应用程序设为5就可以了。
s.accept() 被动接受TCP客户端连接,(阻塞式)等待连接的到来
客户端套接字
s.connect() 主动初始化TCP服务器连接,。一般address的格式为元组(hostname,port),如果连接出错,返回socket.error错误。
s.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
公共用途的套接字函数
s.recv() 接收TCP数据,数据以字符串形式返回,bufsize指定要接收的最大数据量。flag提供有关消息的其他信息,通常可以忽略。
s.send() 发送TCP数据,将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是要发送的字节数量,该数量可能小于string的字节大小。
s.sendall() 完整发送TCP数据,完整发送TCP数据。将string中的数据发送到连接的套接字,但在返回之前会尝试发送所有数据。成功返回None,失败则抛出异常。
s.recvform() 接收UDP数据,与recv()类似,但返回值是(data,address)。其中data是包含接收数据的字符串,address是发送数据的套接字地址。
s.sendto() 发送UDP数据,将数据发送到套接字,address是形式为(ipaddr,port)的元组,指定远程地址。返回值是发送的字节数。
s.close() 关闭套接字
s.getpeername() 返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组(ipaddr,port)。
s.getsockname() 返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)
s.setsockopt(level,optname,value) 设置给定套接字选项的值。
s.getsockopt(level,optname[.buflen]) 返回套接字选项的值。
s.settimeout(timeout) 设置套接字操作的超时期,timeout是一个浮点数,单位是秒。值为None表示没有超时期。一般,超时期应该在刚创建套接字时设置,因为它们可能用于连接的操作(如connect())
s.gettimeout() 返回当前超时期的值,单位是秒,如果没有设置超时期,则返回None。
s.fileno() 返回套接字的文件描述符。
s.setblocking(flag) 如果flag为0,则将套接字设为非阻塞模式,否则将套接字设为阻塞模式(默认值)。非阻塞模式下,如果调用recv()没有发现任何数据,或send()调用无法立即发送数据,那么将引起socket.error异常。
s.makefile() 创建一个与该套接字相关连的文件

 

2、简单ssh实例:

客户端:

客户端实例->建立连接->发送数据->接收数据

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import socket
  
client = socket.socket()
client.connect(("localhost",9999))
  
while True:
    cmd = input(">>>:").strip()
    if len(cmd) == 0:continue
    client.send(cmd.encode("utf-8"))
    cmd_res = client.recv(500)
    print(cmd_res.decode("utf-8",'ignore'))
  
client.close()

 

服务端:

服务端实例->绑定ip+端口->监听客户端连接->生成连接实例->接收客户端数据->发送数据至客户端

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import socket,os
  
server = socket.socket()
server.bind(("localhost",9999))
server.listen()
while True:
    conn,addr = server.accept()
    print("new addr:",addr)
    while True:
        data = conn.recv(1024)
        if not data:
            print("客户端已断开")
            break
        print("执行指令:",data)
        cmd_res = os.popen(data.decode()).read()
        print("before send:",len(cmd_res))
        if len(cmd_res) == 0:
            cmd_res = "cmd has no output...."
        conn.send(cmd_res.encode("utf-8"))
        print("send done")
server.close()

效果图:

Pycharm 执行命令:ipconfig

 

cmd执行命令:ipconfig

通过效果图对比发现Pycharm执行的ipconfig信息显示不完成,原因就是我们在客户端的代码  cmd_res = client.recv(500) 设置接受的字节最大就是500,服务端的发送给客户端的信息大于500 字节,多出的字节就会被存放在IO缓冲区,等待下一次发送。

流程图

ssh 实例小结:

1、服务端第一次全部发送给客户端,客户端只接收设置部分的字节数,剩下的字节数被存储在 IO缓冲区 中,下一次再用send的时候,它会先把缓冲区里的旧数据先发出去,等达到客户端接收的最大值后,然后再把新数据再放到缓冲区中,直到缓冲区满了再发出去

2、客户端虽然写的接收的是500,但它不一定能收到500,recv(500)代表着最多一次只能收500,如果服务端send10个字节,客户端也会正常接收,而不是等着500全收满了

3、两种情况缓冲区会发数据:

  1. 缓冲区满了会发
  2. 缓冲区超时:就是手动send

 

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