一、客户端/服务端架构
即C/S架构：
硬件C/S架构（打印机）
软件C/S架构（web服务）
二、socket是什么
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。
三、套接字的分类
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。
基于文件型
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
基于网络型
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)
四、套接字工作流程
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。
客户端：
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。
socket()模块函数用法
import socket socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0) socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默认值为 0。 获取tcp/ip套接字 tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 获取udp/ip套接字 udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) 由于 socket 模块中有太多的属性。我们在这里破例使用了'from module import *'语句。使用 'from socket import *',我们就把 socket 模块里的所有属性都带到我们的命名空间里了,这样能 大幅减短我们的代码。 例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
服务器端套接字函数
s.bind()---绑定（主机、端口号）到套接字
s.listen()---开始TCP监听
s.accept()---被动接受TCP客户的连接，（阻塞式）等待连接的到来
客户端套接字函数
s.connect()---主动初始化TCP服务器连接
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
s.send()---发送TCP数据（send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时，数据丢失，不会发完）
s.sendall()---发送完整的TCP数据（本质就是循环调用send，sendall在待发送数据量大于己端缓存剩余空间时，数据不丢失，循环调用send直到发完）
s.recvfrom()---接收UDP数据
s.sendto()---发送UDP数据
s.getpeername()---连接到当前套接字的远端的地址
s.getsockname()---当前套接字的地址
s.getsockopt()---返回指定套接字的参数
s.setsockopt()---设置指定套接字的参数
s.close()---关闭套接字
面向锁的套接字方法
s.setblocking()---设置套接字的阻塞与非阻塞模式
s.settimeuot()---设置阻塞套接字操作的超时时间
s.gettimeout()---得到阻塞套接字操作的超时时间
面向文件的套接字函数
s.fileno()---套接字的文件描述符
s.makefile()---创建一个与该套接字相关的文件
import socket import struct import json phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) phone.connect(('127.0.0.1',8081)) #拨通电话 #连接服务器 while True: #通信循环 cmd=input('>>: ').strip() if not cmd:continue #防止客户端发空 phone.send(cmd.encode('utf-8')) #发消息 #向服务器发送数据请求 #先收报头的长度 head_struct=phone.recv(4) head_len=struct.unpack('i',head_struct)[0] #再收报头的bytes head_bytes=phone.recv(head_len) #客户端接收服务器发送的数据 head_json=head_bytes.decode('utf-8') head_dic=json.loads(head_json) #最后根据报头里的详细信息取真实的数据 print(head_dic) total_size=head_dic['total_size'] recv_size=0 data=b'' while recv_size < total_size: #10240 +1 recv_data=phone.recv(1024) data+=recv_data recv_size+=len(recv_data) print(data.decode('gbk')) phone.close()
import socket import subprocess import struct import json phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机 phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) phone.bind(('127.0.0.1',8081)) #插电话卡（与端口绑定） phone.listen(5) #开机，backlog（对端口监听） while True: print('starting....') conn,addr=phone.accept() #调用阻塞，等待客户端连接 print('cliet addr',addr) while True: try: cmd=conn.recv(1024) #服务器接收客户端发送的请求，并处理 if not cmd:break res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE) err=res.stderr.read() if err: cmd_res=err else: cmd_res=res.stdout.read() # conn.send(struct.pack('i',len(cmd_res))) #先报报头 head_dic={'filename':None,'hash':None,'total_size':len(cmd_res)} head_json=json.dumps(head_dic) head_bytes=head_json.encode('utf-8') #先发送报头的长度 conn.send(struct.pack('i',len(head_bytes))) #服务器向客户端发送数据 #再发送报头的bytes conn.send(head_bytes) #最后发送真实的数据 conn.send(cmd_res) except Exception: break conn.close() phone.close()
五、tcp是基于数据流的，而udp是基于数据报的
待完善
六、粘包现象
res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),
shell=True,
stderr=subprocess.PIPE,
stdout=subprocess.PIPE)
的结果的编码是以当前所在的系统为准的，如果是Windows，那么res.stdout.read()读出的就是GBK编码的，在接收端需要用GBK解码且只能从管道里读一次结果。
#_*_coding:utf-8_*_ __author__ = 'Linhaifeng' from socket import * import subprocess ip_port=('127.0.0.1',8080) BUFSIZE=1024 tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) tcp_socket_server.bind(ip_port) tcp_socket_server.listen(5) while True: conn,addr=tcp_socket_server.accept() print('客户端',addr) while True: cmd=conn.recv(BUFSIZE) if len(cmd) == 0:break res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stdin=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE) stderr=act_res.stderr.read() stdout=act_res.stdout.read() conn.send(stderr) conn.send(stdout) 服务端
#_*_coding:utf-8_*_ __author__ = 'Linhaifeng' import socket BUFSIZE=1024 ip_port=('127.0.0.1',8080) s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) res=s.connect_ex(ip_port) while True: msg=input('>>: ').strip() if len(msg) == 0:continue if msg == 'quit':break s.send(msg.encode('utf-8')) act_res=s.recv(BUFSIZE) print(act_res.decode('utf-8'),end='') 客户端
上述基于TCP的socket，会发生粘包现象
#_*_coding:utf-8_*_ __author__ = 'Linhaifeng' #_*_coding:utf-8_*_ __author__ = 'Linhaifeng' from socket import * import subprocess ip_port=('127.0.0.1',9003) bufsize=1024 udp_server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) udp_server.bind(ip_port) while True: #收消息 cmd,addr=udp_server.recvfrom(bufsize) print('用户命令----->',cmd) #逻辑处理 res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,stderr=subprocess.PIPE,stdin=subprocess.PIPE,stdout=subprocess.PIPE) stderr=res.stderr.read() stdout=res.stdout.read() #发消息 udp_server.sendto(stderr,addr) udp_server.sendto(stdout,addr) udp_server.close() 服务端
from socket import * ip_port=('127.0.0.1',9003) bufsize=1024 udp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) while True: msg=input('>>: ').strip() udp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port) data,addr=udp_client.recvfrom(bufsize) print(data.decode('utf-8'),end='') 客户端
上述基于UDP的socket，不会发生粘包现象
只有TCP有粘包现象，UDP永远不会粘包
所谓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。
两种情况下会发生粘包：
---发送端需要等缓冲区慢才发送出去，造成粘包（发送数据时间间隔很短，数据很小，会合到一起，产生粘包）
---接收方不及时接收缓冲区的包，造成多个包接收（客户端发送了一段数据，服务端只收了一小部分，服务端下次再收的时候还是从缓冲区拿上次遗留的数据，产生粘包）
七、解决粘包
为字节流加上自定义固定长度报头，报头中包含字节流长度，然后一次send到对端，对端在接收时，先从缓存中取出定长的报头，然后再取真实数据。
struct模块
该模块可以把一个类型，如数字，转成固定长度的bytes
>>> struct.pack('i',1111111111111)
......
import json,struct #假设通过客户端上传1T:1073741824000的文件a.txt #为避免粘包,必须自定制报头 header={'file_size':1073741824000,'file_name':'/a/b/c/d/e/a.txt','md5':'8f6fbf8347faa4924a76856701edb0f3'} #1T数据,文件路径和md5值 #为了该报头能传送,需要序列化并且转为bytes head_bytes=bytes(json.dumps(header),encoding='utf-8') #序列化并转成bytes,用于传输 #为了让客户端知道报头的长度,用struck将报头长度这个数字转成固定长度:4个字节 head_len_bytes=struct.pack('i',len(head_bytes)) #这4个字节里只包含了一个数字,该数字是报头的长度 #客户端开始发送 conn.send(head_len_bytes) #先发报头的长度,4个bytes conn.send(head_bytes) #再发报头的字节格式 conn.sendall(文件内容) #然后发真实内容的字节格式 #服务端开始接收 head_len_bytes=s.recv(4) #先收报头4个bytes,得到报头长度的字节格式 x=struct.unpack('i',head_len_bytes)[0] #提取报头的长度 head_bytes=s.recv(x) #按照报头长度x,收取报头的bytes格式 header=json.loads(json.dumps(header)) #提取报头 #最后根据报头的内容提取真实的数据,比如 real_data_len=s.recv(header['file_size']) s.recv(real_data_len)
#_*_coding:utf-8_*_ #http://www.cnblogs.com/coser/archive/2011/12/17/2291160.html __author__ = 'Linhaifeng' import struct import binascii import ctypes values1 = (1, 'abc'.encode('utf-8'), 2.7) values2 = ('defg'.encode('utf-8'),101) s1 = struct.Struct('I3sf') s2 = struct.Struct('4sI') print(s1.size,s2.size) prebuffer=ctypes.create_string_buffer(s1.size+s2.size) print('Before : ',binascii.hexlify(prebuffer)) # t=binascii.hexlify('asdfaf'.encode('utf-8')) # print(t) s1.pack_into(prebuffer,0,*values1) s2.pack_into(prebuffer,s1.size,*values2) print('After pack',binascii.hexlify(prebuffer)) print(s1.unpack_from(prebuffer,0)) print(s2.unpack_from(prebuffer,s1.size)) s3=struct.Struct('ii') s3.pack_into(prebuffer,0,123,123) print('After pack',binascii.hexlify(prebuffer)) print(s3.unpack_from(prebuffer,0)) 关于struct的详细用法
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() 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()
#_*_coding:utf-8_*_ __author__ = 'Linhaifeng' 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')) l=s.recv(4) 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
我们可以把报头做成字典，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
浙公网安备 33010602011771号