14 [网络编程]-socket

1、互联网协议

　　博客：http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/6129246.html

2、socket层

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。

你想给另一台计算机发消息，你知道他的IP地址，他的机器上同时运行着qq、迅雷、word、浏览器等程序，
你想给他的qq发消息，那想一下，你现在只能通过ip找到他的机器，但如果让这台机器知道把消息发给qq程序呢？
答案就是通过port,一个机器上可以有0-65535个端口，你的程序想从网络上收发数据，就必须绑定一个端口，这样，远程发到这个端口上的数据，就全会转给这个程序啦

3、套接字发展史及分类

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。因此,有时人们也把套接字称为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。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。这也被称进程间通讯,或 IPC。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。

基于文件类型的套接字家族

　　套接字家族的名字：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

基于网络类型的套接字家族

　　套接字家族的名字：AF_INET

　　(还有AF_INET6被用于ipv6，还有一些其他的地址家族，不过，他们要么是只用于某个平台，要么就是已经被废弃，或者是很少被使用，或者是根本没有实现，所有地址家族中，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)

4、Socket简单通信

　　（1）服务端

import socket

# 1.打电话
phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 2.绑定手机卡
phone.bind(('127.0.0.1', 9999)) # prot：0-65535（0-1024给os使用）

# 3.开机
phone.listen(5)     # 最多建立５个连接

# 4.等电话连接
print('i am wating...')
conn, client_addr = phone.accept()
print(conn)
print(client_addr)

# 5.收，发消息
data = conn.recv(1024)  # 1.单位是：bytes   2.1024 代表最大接受1024bytes
print('客户端发送过来的数据：', data)  # b'hello'

conn.send(data.upper())  # 转换为大写诶，发送过去

# 6.挂电话
conn.close()

# 7.关机
phone.close()

# 二进制数据还有大小写转换？
# >>> b = b'alex'
# >>> b
# b'alex'
# >>> b.upper()
# b'ALEX'

　　（2）客户端

import socket

# 1.买手机
phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 2.拨号
phone.connect(('127.0.0.1', 9999))

# 3.发送，接受消息
phone.send('hello'.encode('utf-8'))
# phone.send(b'hello')
data = phone.recv(1024)
print('服务端发送过来的数据', data)

# 4.关闭
phone.close()

5、通信循环

6、端口占用

这个是由于你的服务端仍然存在四次挥手的time_wait状态在占用地址（如果不懂，请深入研究
1.tcp三次握手，四次挥手
2.syn洪水攻击
3.服务器高并发情况下会有大量的time_wait状态的优化方法）

解决方法1：

sock_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock_server.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) #一行代码搞定，写在bind之前
sock_server.bind((HOST, PORT))

解决方法2：

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 = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.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