python（socket）

C/S架构（客户端/服务器架构），分为硬件C/S架构(打印机)和软件C/S架构。

网络通信基础知识

互联网协议按照功能不同分为osi七层或tcp/ip五层或tcp/ip四层

各层常见物理设备

ip（找到所在局域网）+mac（找到物理主机）+端口（找到应用程序）绑定可以找到目标设备上的目标应用程序。

程序的PID：同一台机器上不同进程或线程的标识。

套接字工作原理

先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束。

模拟客户端与服务端交互

客户端

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)
BUFSIZE=1024
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

s.connect_ex(ip_port)           #连接到地址

s.send('linhaifeng nb'.encode('utf-8'))         #发消息,编码方式

feedback=s.recv(BUFSIZE)                           #收消息
print(feedback.decode('utf-8'))

s.close()                                       #退出

服务端

# -*- coding: utf-8 -*-
import  socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)  #通信地址
BUFSIZE=1024                #收发消息的尺寸
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #地址族和通信协议族
s.bind(ip_port) #绑定地址
s.listen(5)     #可以接受最多5个


conn,addr=s.accept()            #等待接受消息
# print(conn)
# print(addr)
print('接到来自%s的电话' %addr[0])

msg=conn.recv(BUFSIZE)             #听消息,听话
print(msg,type(msg))

conn.send(msg.upper())          #发消息

conn.close()                    #关闭进程

s.close()                       #退出

运行客户端，输入信息，在服务端就可以看到

 断链接四次握手上面两条线（客户端发起）表示主动断开连接，下面两条（服务端发起）表示被动断开连接。

因为刚开始建立连接没有数据，服务端应答客户端和向客户端发起请求可以并在一起。但是，在断开连接的时候，有可能有数据在上传或者下载，所以不能合并。

客户端循环接受信息

客户端

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)
BUFSIZE=1024
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

s.connect_ex(ip_port)           #连接到地址
while True:
    msg=input('输入：')
    s.send(msg.encode('utf-8'))         #发消息,编码方式

    feedback=s.recv(BUFSIZE)                           #收消息
    print(feedback.decode('utf-8'))

s.close()                                       #退出

服务端

# -*- coding: utf-8 -*-
import  socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)  #通信地址
BUFSIZE=1024                #收发消息的尺寸
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #地址族和通信协议族
s.bind(ip_port) #绑定地址
s.listen(5)     #可以接受最多5个


conn,addr=s.accept()            #等待接受消息
# print(conn)
# print(addr)
print('接到来自%s的电话' %addr[0])
while True:
    msg=conn.recv(BUFSIZE)             #听消息,听话
    print('接收到来自客户端的消息',msg)

    conn.send(msg.upper())          #发消息

conn.close()                    #关闭进程

s.close()                       #退出

conn是一个套接字对象

socket收发消息的原理

服务端循环提供服务

客户端

#_*_coding:utf-8_*_
import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)
BUFSIZE=1024
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

s.connect_ex(ip_port)           #连接到地址
while True:
    msg=input('输入：')
    if not msg:continue                 #解决只有回车没有数据卡住的情况
    s.send(msg.encode('utf-8'))         #发消息,编码方式

    feedback=s.recv(BUFSIZE)                           #收消息
    print(feedback.decode('utf-8'))

s.close()                                       #退出

服务端

# -*- coding: utf-8 -*-
import  socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)  #通信地址
BUFSIZE=1024                #收发消息的尺寸
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #地址族和通信协议族
s.bind(ip_port) #绑定地址
s.listen(5)     #可以接受最多5个

while True:                         #和多个用户通信
    conn,addr=s.accept()            #等待接受消息
    # print(conn)
    # print(addr)
    print('接到来自%s的电话' %addr[0])
    while True:                             #循环接收信息
        try:
            msg=conn.recv(BUFSIZE)             #听消息,听话
            print('接收到来自客户端的消息',msg)

            conn.send(msg.upper())          #发消息
        except Exception:
            break
    conn.close()                    #关闭进程

s.close()                       #退出　　

udp套接字

udp没有三次握手和四次握手，所以没有监听

客户端

#_*_coding:utf-8_*_
import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)
BUFSIZE=1024
udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

while True:                         #做到循环发消息
    msg=input('>>: ').strip()
    if not msg:continue             #解决只有回车没有数据卡住的情况

    udp_server_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)   #发信息的内容和端口

    back_msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)       #收到的消息和地址
    print(back_msg.decode('utf-8'),addr)

服务端

# -*- coding: utf-8 -*-
import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)      #地址和端口
BUFSIZE=1024                    #字节
udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

udp_server_client.bind(ip_port)         #端口绑定

while True:
    msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)    #接受消息和地址
    print(msg,addr)

    udp_server_client.sendto(msg.upper(),addr)      #发消息和地址

时间服务器

客户端

#_*_coding:utf-8_*_
from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',9000)
bufsize=1024

tcp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)



while True:
    msg=input('请输入时间格式(例%Y %m %d)>>: ').strip()
    tcp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)

    data=tcp_client.recv(bufsize)

    print(data.decode('utf-8'))

tcp_client.close()

服务端

# -*- coding: utf-8 -*-
from socket import *
from time import strftime

ip_port = ('127.0.0.1', 9000)
bufsize = 1024

tcp_server = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
tcp_server.bind(ip_port)

while True:
    msg, addr = tcp_server.recvfrom(bufsize)
    print('===>', msg)

    if not msg:
        time_fmt = '%Y-%m-%d %X'
    else:
        time_fmt = msg.decode('utf-8')
    back_msg = strftime(time_fmt)

    tcp_server.sendto(back_msg.encode('utf-8'), addr)

tcp_server.close()

基于TCP实现远程执行命令

 服务端

# -*- coding: utf-8 -*-
from socket import *
import subprocess

ip_port = ('127.0.0.1', 9000)
back_log=5
buffer_size = 1024

tcp_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
tcp_server.bind(ip_port)
tcp_server.listen(back_log)

while True:
    conn,addr = tcp_server.accept()
    print('新的客户端连接===>',addr)
    while True:
        try:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　#处理异常中断
            cmd=conn.recv(buffer_size)

            print('客户端连接===>', cmd)
            #执行cmd命令
            res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,stderr=subprocess.PIPE,
                                      stdout=subprocess.PIPE,
                                      stdin=subprocess.PIPE)
            err=res.stdout.read()
            if err:　　　　　　　　　　　　#判断结果
                cmd_res=err
            else:
                cmd_res=res.stdout.read()
            conn.send(cmd_res)
        except Exception as e:
            print(e)
            break




    conn.close()

# tcp_server.close()

客户端

#_*_coding:utf-8_*_
from socket import *

ip_port = ('127.0.0.1', 9000)
back_log=5
buffer_size = 1024

tcp_client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
tcp_client.connect(ip_port)

while True:
    cmd=input('输入cmd命令》》》').strip()
    if not cmd:continue　　　　#处理输入为空
    if cmd=='quit':break
    tcp_client.send(cmd.encode('utf-8'))
    cmd_res=tcp_client.recv(buffer_size)
    print('命令执行结果',cmd_res.decode('gbk'))

tcp_client.close()

上面无法做到并发，每次只能建立一对连接。

windows环境下，res.stdout.read()读出的就是GBK编码的，在接收端需要用GBK解码

粘包（由于获取的内容超过缓存区，执行下一个命令时，系统依旧读取上一条命令没有读取完的内容）

粘包问题主要还是因为接收方不知道消息之间的界限，不知道一次性提取多少字节的数据所造成的。

只有TCP有粘包现象，UDP永远不会粘包（udp只收一次，不收就丢）。

TCP是字节流（没有消息头），UDP是消息流（有消息头）

 解决TCP粘包问题：把报头做成字典，字典里包含将要发送的真实数据的详细信息，然后json序列化，然后用struck将序列化后的数据长度打包成4个字节（4个自己足够用了）

发送时：

先发报头长度

再编码报头内容然后发送

最后发真实内容

接收时：

先手报头长度，用struct取出来

根据取出的长度收取报头内容，然后解码，反序列化

从反序列化的结果中取出待取数据的详细信息，然后去取真实的数据内容

服务端实现

# -*- coding: utf-8 -*-
import socket,struct,json
import subprocess
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) #就是它，在bind前加

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

phone.listen(5)

while True:
    conn,addr=phone.accept()
    while True:
        cmd=conn.recv(1024)
        if not cmd:break
        print('cmd: %s' %cmd)

        res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),
                             shell=True,
                             stdout=subprocess.PIPE,
                             stderr=subprocess.PIPE)
        err=res.stderr.read()
        print(err)
        if err:
            back_msg=err
        else:
            back_msg=res.stdout.read()

        #改变
        conn.send(struct.pack('i',len(back_msg))) #先发back_msg的长度
        conn.sendall(back_msg) #在发真实的内容

    conn.close()

客户端实现

#_*_coding:utf-8_*_
import socket,time,struct

s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
res=s.connect_ex(('127.0.0.1',8080))

while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    if len(msg) == 0:continue
    if msg == 'quit':break

    s.send(msg.encode('utf-8'))
    #改变
    l=s.recv(4)
    #获取接收内容大小
    x=struct.unpack('i',l)[0]
    print(type(x),x)
    # print(struct.unpack('I',l))
    r_s=0
    data=b''
    while r_s < x:
        r_d=s.recv(1024)
        data+=r_d
        r_s+=len(r_d)

    # print(data.decode('utf-8'))
    print(data.decode('gbk')) #windows默认gbk编码