Python_socket

TCP : 可靠传输，不安全,UDP: 安全传输，不可靠

一台机器上有2^16-1=65535个端口(1-1024)保留自己开就1024往上

socket （套接字）：也可以理解为它是一个管道，用于描述IP地址和端口

socket是一种特殊的文件：针对服务器端和客户端来 打开（建立链接），读（发送数据），写（接收数据）关闭的模式来实现信息的交换

一、socket函数

socket.socket(family，type[, protocol])   默认协议为TCP/IP

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

# socket.create_connection(address[,timeout[, source_address]])

参数说明：

1.family指定应用程序使用的通信协议的协议族

family参数
socket.AF_UNIX	只能单一的在Unix系统进行进程通信，一种本地的管道（socket）
socket.AF_INET	IPv4 为TCP/IP协议的默认值，服务器之间的网络通信
socket.AF_INET6	IPv6

2.type创建套接字的类型

type参数
socket.SOCK_STREAM	流式socket，用于TCP时选用
socket.SOCK_DGRAM	数据报式socket，用于UDP时选用
socket.SOCK_RAM	原始套接字，普通的套接字无法处理ICMP  , IGMP 等网络报文，而SOCK_RAM可以；其次，SOCK_RAM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_HDRINCT套接字选项由用户构造IP头。
socket.SOCK_RDM	是一种可靠的UDP形式，即可保证交付数据但不保证顺序 ，SOCK_RAM用来提供对原始协议的低级访问，在需要某些特殊操作时使用，如发生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.

3.protocol指明所要接收的协议类型，通常设置为0，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

protocol参数
socket.IPPROTO_TAW	相当于protocol=255，此时socket只能用来发送IP包，而不能接收任何的数据，发送的数据需要自己填充IP包头，并且自己计算校验和
socket.IPPROTO_IP	相当于protocol=0，此时用于接收任何的IP数据包，其中校验和和协议分析由系统完成

二、socket内建方法

服务器端套接字
sk.bind()	将套接字绑定地址，address地址的格式取决于地址簇，在AF_INET下，以（host.port ）的形式表示地址
sk.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，等待排队的最多排几个,如：backlog等于5，表示内核已经接到了连接要求，但服务器还没有调用accept进行处理的连接个数，这个值不能无限大，因为要在内核中维护连接队列。
sk.accept()	接受TCP客户连接并返回（conn，address），阻塞式等待连接其到来，其中conn是新的套接字对象，可以用来接受和发送数据，address 是客户端的地址。
客户端套接字
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，则返回socket.error错误
s.connet_ex()	同上，不过，连接成功是返回0，连接失败是返回错误码，不会抛出异常
公共用途套接字
sk.recv(bufsize[,flag])	接受套接字的数据。数据以字符串的形式返回，bufsize指定最多可接收的数据（一般为8192），flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略
sk.recvform()	与recv()类似，多用于接受UDP数据,返回值为（data,address）,其中data是包含接受数据的字符串，address是发送数据的套接字地址
sk.send()	发送套接字数据，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，该数据可能小于string的字节大小
sk.sendall()	完整发送TCP数据，将string中的数据发送到连接的套接字，但返回之前会尝试一次性发送，就是不断的调用send，发送成功返回None，失败则抛出异常
sk.sendto()	发送UDP数据，将数据发送到套接字，address的形式是（ipaddr,port）的元组，指定远程地址，返回值是发送的字节数
sk.close()	关闭套接字
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.setsockopt()	设置给定套接字选项的值
sk.getsockopt()	返回条件字选项的值
sk.settimeout(timeout)	设置套接字操作的超时期，timeout是一个浮点数，单位为秒，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()）
sk.gettimeout()	返回当前超时期的值，如果没有设置超时期，则返回为None
sk.fileno()	返回套接字的文件描述符
sk.setblocking(flag)	是否阻塞（默认为True），如果设置False或0（即非堵塞模式），那么accept和recv时一旦无数据，则报错
sk.makefile()	创建一个与该套接字相关联的文件

实例一：你说一句，我说一句

import socket
ip_port = ("127.0.0.1", 1313)

sk = socket.socket()
sk.bind(ip_port)       # 创建端口
sk.listen(5)   # 监听多少个

while True:
    print("等待消息。。")
    conn,addr = sk.accept()         # 生成地址和一个实例线程
    while True:
        try:              # 如果客户端端口，没有消息了，抓取异常，跳出循环
            client_data = conn.recv(1024)   # 接收消息
            print(str(client_data, "utf8"))
        except Exception:
            print("over")
            break

        server_input = input(">>").strip()   # 发送消息
        conn.sendall(bytes(server_input,"utf8"))
    conn.close()

服务器端

import socket

ip_port = ("127.0.0.1",1313)

sk = socket.socket()      # 实例化
sk.connect(ip_port)       # 连接端口
while True:
    client_data = input(">>").strip()
    sk.sendall(bytes(client_data,"utf8"))   # 发送消息
    server_data = sk.recv(1024)            # 接收消息
    print(str(server_data,"utf8"))
sk.close()

客户端

实例二：在Linux上Python3实现客户端发命令，服务器端把客户端命令实现，并发回客户端

#!/usr/bin/python
# -*- coding:utf-8 -*-
import socket
import subprocess
ip_port = ('127.0.0.1',9999)
sk = socket.socket()
sk.bind(ip_port)
sk.listen(5)
while True:
    print('server waiting...')
    conn,addr = sk.accept()
    while True:
        client_data = conn.recv(1024)
        if not client_data:break            # 如果没有客户端发来的消息则退出
        print('recv cmd:',str(client_data,'utf8'))    # 打印客户端发来了的消息
        cmd = str(client_data, 'utf8').strip()

        cmd_call = subprocess.Popen(cmd, shell=True, stdout=subprocess.PIPE)     # 把客户发来的消息执行结果放在管道里

        cmd_result = cmd_call.stdout.read()              # 把 cmd 的执行结果读出来
        if len(cmd_result) == 0:          # 如果结果为 0
            cmd_result = b'cmd execution has no output...'
        ack_msg = bytes('CMD_RESULT_SIZE|%s' % len(cmd_result), 'utf8')       # 文件名和长度发回客户端
        conn.send(ack_msg)
        client_ack =  conn.recv(50)     # 向客户端确认消息 （收)，用来解决粘包
        if client_ack.decode() == "yes":
            conn.send(cmd_result)     # 确认后，才向客户端发数据
    conn.close()

服务器端

#!usr/bin/python3
# -*- coding:utf-8 -*-
import socket

ip_port = ('127.0.0.1',9999)
sk = socket.socket()
sk.connect(ip_port)

while True:
    user_input = input('cmd:').strip()
    if len(user_input) == 0:continue
    if user_input =='q':break   # 按q可以退出

    sk.send(bytes(user_input,'utf8'))        # 发消息

    server_ack_msg = sk.recv(100)           # 每次接收服务器端发来的消息最大长度
    cmd_res_msg = str(server_ack_msg.decode()).split("|")          # 去掉 |  ，并转码
    print('server response:',cmd_res_msg)          # 打印 文件名，总长度
    if cmd_res_msg[0] =="CMD_RESULT_SIZE":        # 确定 文件名
        cmd_res_size = int(cmd_res_msg[1])          # 确定文件长度
    sk.send(b"yes")     # 发回消息确认，解决粘包

    res = ''               # 保存 文件内容
    received_size = 0
  #  (在服务器端和客户端中各有一个缓冲区，在一定的时间内客户端接收数据不够500，也会先进行收数据，其他的就下次再收）
    while received_size < cmd_res_size:         # 如果 文件内容，小于发来的长度
        data = sk.recv(500)                # 每次接收最大长度 为500

        received_size += len(data)         # 累加
        res += str(data.decode())
    else:
        print(str(res))
        print('---------------------')
sk.close()

客户端

客户端：

[root@localhost python_day2018_10_28]# python3 client_1.py
cmd:df
server response: ['CMD_RESULT_SIZE', '']
Filesystem              1K-blocks    Used Available Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root  18307072 2056032  16251040  12% /
devtmpfs                   490096       0    490096   0% /dev
tmpfs                      500664       0    500664   0% /dev/shm
tmpfs                      500664    6956    493708   2% /run
tmpfs                      500664       0    500664   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1                  508588  111880    396708  22% /boot
tmpfs                      100136       0    100136   0% /run/user/0

---------------------
cmd:

服务器端：

[root@localhost python_day2018_10_28]# python3 server.py
server waiting...
recv cmd: df

result