python基础---->网络编程

一、关于socket

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）

二、socket流程

流程：

　　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。

流程图：

　　　　

三、简单的socket

socket_server.py

# -*- coding:utf-8 -*-
__Author__ = "Clint"

import socket

server = socket.socket()
server.bind(("localhost", 6969))  # 绑定要监听的端口
server.listen()  # 监听
print("等电话进来。。。")
conn, addr = server.accept()  # 电话打进来
# conn  客户端连过来而服务器为期生成的一个连接实例
print(conn, addr)
print("电话来了")

while True:
    data = conn.recv(1024)
    print("recv", data)
    conn.send(data.upper())

server.close()

socket_client.py

# -*- coding:utf-8 -*-
__Author__ = "Clint"

import socket

client = socket.socket()  # 声明socket类型，同时生成sokcet连接对象
client.connect(("localhost", 6969))

while True:
    mess = input("输入要发送的内容：").strip()
    if mess != "q":
        client.send(mess.encode())
        data = client.recv(1024)
        print("recv:", data.decode())
    else:
        break
client.close()

四、web服务的应用、参数说明

# -*- coding:utf-8 -*-
# @Author  : Clint
import socket


def handle_request(client):
    buf = client.recv(1024)
    client.send("HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n")
    client.send("Hello, World")


def main():
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    sock.bind(('localhost', 8080))
    sock.listen(5)

    while True:
        connection, address = sock.accept()
        handle_request(connection)
        connection.close()


if __name__ == '__main__':
    main()

参数说明

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

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

sock.bind(address)

　　sock.bind(address) 将套接字绑定到地址。address地址的格式取决于地址族。在AF_INET下，以元组（host,port）的形式表示地址。

sock.listen(backlog)

　　开始监听传入连接。backlog指定在拒绝连接之前，可以挂起的最大连接数量。backlog等于5，表示内核已经接到了连接请求，但服务器还没有调用accept进行处理的连接个，这个值不能无限大，因为要在内核中维护连接队列。

sock.setblocking(bool)

　　是否阻塞（默认True），如果设置False，那么accept和recv时一旦无数据，则报错。

sock.accept()

　　接受连接并返回（conn,address）,其中conn是新的套接字对象，可以用来接收和发送数据。address是连接客户端的地址。接收TCP 客户的连接（阻塞式）等待连接的到来。

sock.connect(address)

　　连接到address处的套接字。一般，address的格式为元组（hostname,port）,如果连接出错，返回socket.error错误。

sock.connect_ex(address)

　　同上，只不过会有返回值，连接成功时返回 0 ，连接失败时候返回编码。

sock.close()

　　关闭套接字。

sock.recv(bufsize[,flag])

　　接受套接字的数据。数据以字符串形式返回，bufsize指定最多可以接收的数量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。

sock.recvfrom(bufsize[.flag])

　　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。

sk.send(string[,flag])

　　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。即：可能未将指定内容全部发送。

sk.sendall(string[,flag])

　　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。内部通过递归调用send，将所有内容发送出去。

sk.sendto(string[,flag],address)

　　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。该函数主要用于UDP协议。

sk.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 client 连接最多等待5s ）。

sk.getpeername()

　　返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port)。

sk.getsockname()

　　返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)。

sk.fileno()

　　套接字的文件描述符。

五、SSH的实现

ssh.server

import socket ,os
server = socket.socket()   #创建socket对象
server.bind(('localhost',8000) )  #绑定ip和port
server.listen()          #开始监听
　while True:
    conn, addr = server.accept()   #阻塞 等待连接
    print("new conn:",addr)
    while True:
        print("等待新指令")
        data = conn.recv(1024)      #接收客户端发过来的命令
        if not data:
            break
        print("执行指令:",data)
        cmd_res = os.popen(data.decode()).read() #执行客户端发过来的命令，返回信息长度（接收字符串，执行结果也是字符串）
        print("before send",len(cmd_res))      #信息的长度
        if len(cmd_res) ==0:
            cmd_res = "cmd has no output..."
            conn.send( str(len(cmd_res.encode())).encode("utf-8")    )   #先发命令执行的结果信息大小给客户端
        client_ack = conn.recv(1024)       #防止粘包，客户端ack
        conn.send(cmd_res.encode("utf-8"))    #发送信息
        print("send done")
    server.close()

ssh.client

import socket
client = socket.socket()
client.connect(('localhost',8000))
  while True:
    cmd = input(">>:").strip()         #输入命令
    if len(cmd) == 0: continue
    client.send(cmd.encode("utf-8"))   #发送命令给server端
    cmd_res_size = client.recv(1024)   #接受server端发过来的命令结果信息长度
    print("命令结果大小:",cmd_res_size)
    client.send("准备接受".encode('utf-8'))   #防止粘包
    received_size = 0    #已经接受数据的大小
    received_data = b''
    while received_size < int(cmd_res_size.decode()):
        data = client.recv(1024)   #只要小于，就一直接收
        received_size += len(data) #每次收到的有可能小于1024，所以
                                                 必须用len判断
        #print(data.decode())
        received_data += data
    else:
        print("cmd res receive done...",received_size)
        print(received_data.decode())

client.close()

六、ftp传文件的实现

ftp_server

import hashlib
import socket ,os,time
server = socket.socket()
server.bind(('localhost',9999))
server.listen()
while True:
    conn, addr = server.accept()
    print("new conn:",addr)
    while True:
        print("等待新指令")
        data = conn.recv(1024)
        if not data:
            print("客户端已断开")
            break
        cmd,filename = data.decode().split()
        print(filename)
        if os.path.isfile(filename):
           f = open(filename,"rb")
           m = hashlib.md5()
           file_size = os.stat(filename).st_size
           conn.send( str(file_size).encode() ) #send file size
           conn.recv(1024) #wait for ack
           for line in f:
              m.update(line)
              conn.send(line)
           print("file md5", m.hexdigest())
           f.close()
           conn.send(m.hexdigest().encode()) #send md5
        print("send done")
   server.close()

ftp_client

import socket
import hashlib
client = socket.socket()
client.connect(('localhost', 9999))
   while True:
    cmd = input(">>:").strip()
    if len(cmd) == 0: continue
    if cmd.startswith("get"):
        client.send(cmd.encode())
        server_response = client.recv(1024)
        print("servr response:", server_response)
        client.send(b"ready to recv file")
        file_total_size = int(server_response.decode())
        received_size = 0
        filename = cmd.split()[1]
        f = open(filename + ".new", "wb")
        m = hashlib.md5()
           while received_size < file_total_size:
            if file_total_size - received_size > 1024:  # 要收不止一次
                size = 1024
            else:  # 最后一次了，剩多少收多少
                size = file_total_size - received_size
                print("last receive:", size)
                data = client.recv(size)
            received_size += len(data)
            m.update(data)
            f.write(data)
            print(file_total_size,received_size)
        else:
            new_file_md5 = m.hexdigest()
            print("file recv done", received_size, file_total_size)
            f.close()
        server_file_md5 = client.recv(1024)
        print("server file md5:", server_file_md5)
        print("client file md5:", new_file_md5)
client.close()