python-socket

#　什么是 Socket?

#　　Socket又称"套接字"，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，使主机间或者一台计算机上的进程间可以通讯。

 

#　　Python 中，我们用 socket（）函数来创建套接字，语法格式如下：

#　　socket.socket([family[, type[, proto]]])

• family: 套接字家族可以使AF_UNIX或者AF_INET
• type: 套接字类型可以根据是面向连接的还是非连接分为SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM
• protocol: 一般不填默认为0.

 

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

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

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.recvfrom()    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

 

 

一个简单的socket通信实例

import socket


#   简单的socket例子。

#   声明网络协议，并创建socket对象。
client = socket.socket()
#   链接服务器
client.connect(('127.0.0.1',8088))
while True:
    user_input = input('>>:').strip()
    if not user_input:continue
    if user_input == 'exit':
        break
    #   发送数据,为了支持中文encode.
    client.send(user_input.encode('utf-8'))
    #   接收服务返回的数据
    ret = client.recv(1024)
    print('recv:',ret.decode())
#   关闭socket。
client.close()

import socket

#   声明网络协议，并创建socket对象。
server = socket.socket()
#   绑定监听端口
server.bind(('127.0.0.1',8088)) # 绑定监听端口
#   监听
server.listen() #监听


"""
    第一个循环是持续等待请求数据。
    第二个循环是持续回复客户端信息。
    如果客户端传输数据为空，则断开对客户端的回复，跳回等待接收请求部分。
"""
while True:
    print('开始等待请求...')
    #   等待请求，connect是客户端连接服务器生产的实例，addr是地址信息
    connect,addr = server.accept()
    print(connect, addr)
    while True:

        #   接收客户端发送的数据
        client_data = connect.recv(1024)
        #   如果发送数据为空，则跳出继续接待客户端部分，回到等待请求部分。
        if not client_data:
            break

        print('recv:',client_data.decode())
        #   给客户端发送回复信息。
        connect.send(client_data)

 

 

一个利用socket通信实现SSH执行linux命令的例子

　　2.1 客户端向服务器发送执行命令
　　2.2 服务器接受客户端命令并执行命令，获取执行后结果
　　2.3 服务器向客户端发送执行命令结果的数据包大小。
　　2.4 客户端接收数据大小，并向服务器端发送可以接收数据的确认信息。
　　2.5 服务器接收到确认信息，给客户端发送数据。
　　2.6 客户端接收并做处理显示结果

import socket


#   简单的socket通信实现ssh例子。

#   声明网络协议，并创建socket对象。
client = socket.socket()
#   链接服务器
client.connect(('127.0.0.1',8088))
while True:
    user_input = input('>>:').strip()
    if not user_input:continue
    if user_input == 'exit':
        break
    #   python3 支持发送字节
    client.send(user_input.encode())
    #   接收服务返回的数据。
    ret_size = client.recv(1024)
    print(ret_size)
    client.send('be ready'.encode('utf-8')) #  向服务器发送可以接受数据了。
    reply_size = 0
    reply_data = b''
    while reply_size != int(ret_size):

        ret_data = client.recv(1024)
        #   这里必要len()解码后的长度。因为服务端len()的便是未编码的长度。注意！！！！
        #   注意这里中文字符和英文字符len()长度问题。
        reply_size += len(ret_data.decode())
        reply_data += ret_data
    else:
        print(reply_size)
        print('over')
    print(reply_data.decode())

#   关闭socket。
client.close()

import socket,os


#   声明网络协议，并创建socket对象。
server = socket.socket()
#   绑定监听端口
server.bind(('127.0.0.1',8088)) # 绑定监听端口
#   监听
server.listen() #监听


"""
    第一个循环是持续等待请求数据。
    第二个循环是持续回复客户端信息。
    如果客户端传输数据为空，则断开对客户端的回复，跳回等待接收请求部分。
"""
while True:
    print('开始等待请求...')
    #   等待请求，connect是客户端连接服务器生产的实例，addr是地址信息
    connect,addr = server.accept()
    print(connect, addr)
    while True:

        #   接收客户端发送的数据
        client_data = connect.recv(1024)

        #   如果发送数据为空，则跳出继续接待客户端部分，回到等待请求部分。
        if len(client_data) == 0:
            break


        res = os.popen(client_data.decode()).read()
        if not res:
            res = 'common not found'

        #   给客户端发送回复信息。
        #   如果是linux上，注意socket 粘包的情况。
        connect.send(str(len(res)).encode('utf-8')) #   先发送数据大小，保证客户端效验数据的完整性。
        """
        为了解决socket粘包的情况，在发送数据包大小和发送数据之间，再和客户端做一个交互，
        把缓冲区隔开，socket粘包就完美解决。
        
        """
        client_ack = connect.recv(1024)
        connect.send(res.encode('utf-8'))#  发送数据。

 

 

通过Socket实现文件下载

        3.1    客户端发送下载请求。
    3.2    服务器检查下载文件存不存在。
    3.3 服务器向客服端发送文件大小。
    3.4 客户端接收文件大小数据，向服务器端发送可以进行下一步信息。
    3.5    服务器边打开文件，边发送数据，并在边打开文件期间生成MD5效验值。
    3.6 客户端接收数据同时生成客户端文件MD5效验码，客户端接收到MD5效验值与客户端MD5做对比，客户端根据对比结果做操作，之后向服务器发送对比结果。
    3.7 服务器接收到对比结果做对应操作。

import socket,hashlib,sys


"""socket客户端设置"""
client = socket.socket()
client.connect(('127.0.0.1',8999))

while True:
    input_value = input('<<:').strip()
    if not input_value:continue
    if input_value.startswith('get'):

        if  ' ' not in input_value or not input_value.split(' ')[1]:
            print('command error')
            continue
        file_name = input_value.split(' ')[1]

        """[发送] 用户输入值"""
        client.send(input_value.encode('utf-8'))

        """[接收] 应答，如果不报错，是文件大小，报错则打印报错信息"""
        data_size = client.recv(1024).decode()
        if len(data_size)==0 or 'error' in data_size:
            print(data_size.decode())
            continue

        """[发送] 准备接收数据信息"""
        client.send('be_ready'.encode('utf-8'))

        """
            [接收] 数据并且生成文件MD5
            注意：为了减少两端的交互，所以在发送数据之后着发送了文件MD5值。
            但是data_size只是文件大小，那么怎么分开接收文件数据和文件MD5呢？
            解：
            因为文件MD5是在数据末尾部分，所以while循环接收数据的最后一次，一定文件数据和文件MD5混合成的，
            只要区分开最后一次中，文件数据占了多少，client.recv()接收这一部分即可。
            而，再client.recv()一次，就只剩下文件MD5了。
        """
        rev_size = 0
        data_size = int(data_size)
        m = hashlib.md5()
        f = open('1_'+file_name,'wb')   #   测试用文件名。
        while rev_size < data_size:
            if data_size-rev_size > 1024:
                #   说明不是最后一次
                size = 1024
            else:
                #   最后一次，剩下的文件数据多少就收多少
                size = data_size-rev_size
            file_data = client.recv(size)
            m.update(file_data)
            rev_size += len(file_data)
            f.write(file_data)
        f.close()

        client_file_md5 = m.hexdigest()
        server_file_md5 = client.recv(1024).decode()


        print('client:{0} - server:{1}'.format(client_file_md5,server_file_md5))

        """[发送] 文件MD5效验对比结果,"""
        if client_file_md5 == server_file_md5:
            md5_send_data = 'success'
            client.send(md5_send_data.encode('utf-8'))
            print('文件下载成功...')
        else:
            md5_send_data = 'error'
            client.send(md5_send_data.encode('utf-8'))
            print('文件出现损坏...请重新下载...')
            """如果失败重新走一遍上面流程"""

    else:
        print('error command')
        continue


client.close()

import socket,os,hashlib

"""socket服务器设置"""
server = socket.socket()
server.bind(('127.0.0.1',8999))
server.listen()


while True:

    print('服务器等待请求...')

    conn,addr = server.accept()
    while True:
        """处理请求"""

        """[接收] 文件数据"""
        client_data = conn.recv(1024).decode()

        if len(client_data) == 0 or ' ' not in client_data or not client_data.split(' ')[1]:
            conn.send('error file not found or command error'.encode('utf'))
            continue

        if client_data.startswith('get'):
            file_name = client_data.split(' ')[1]

            print('file_name',file_name)

            """检测文件是否存在"""
            fileexist = os.path.isfile(file_name)
            if not fileexist:
                conn.send('error file not found'.encode('utf-8'))
                continue
            else:

                """[发送] 文件大小"""
                file_size = os.stat(file_name).st_size
                conn.send(str(file_size).encode('utf-8'))

                """[接收] 客户端确认接收数据信息"""
                be_ready_info = conn.recv(1024).decode() #wait for ack
                if be_ready_info != 'be_ready':
                    continue

                m = hashlib.md5()
                try:
                    """[发送] 文件数据"""
                    f = open(file_name, 'rb')
                    for line in f:
                        m.update(line) # 合并文件用于生成MD5效验数据
                        conn.send(line) # 发送文件数据
                    f.close()

                    """[发送] 文件MD5效验值,这里可能会出现粘包的情况，所以在client中接收数据时，做了一些判断"""
                    conn.send(m.hexdigest().encode('utf-8'))

                    """[接收] 文件MD5效验值对比结果"""
                    response_md5_value = conn.recv(1024).decode() # wait for ack
                    print(response_md5_value)
                    # please your action
                    break

                except Exception as e:
                    conn.send('error file open found'.encode('utf-8'))
                    continue
        else:
            conn.send('error command'.encode('utf-8'))
            continue