【python】-- Socket

socket

socket本质上就是在2台网络互通的电脑之间，架设一个通道，两台电脑通过这个通道来实现数据的互相传递。 我们知道网络 通信 都 是基于 ip+port 方能定位到目标的具体机器上的具体服务，操作系统有0-65535个端口，每个端口都可以独立对外提供服务，如果 把一个公司比做一台电脑 ，那公司的总机号码就相当于ip地址， 每个员工的分机号就相当于端口， 你想找公司某个人，必须 先打电话到总机，然后再转分机 。

一、socket简述

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）

socket和file的区别：

• file模块是针对某个指定文件进行【打开】【读写】【关闭】
• socket模块是针对 服务器端 和 客户端Socket 进行【打开】【读写】【关闭】

1、客户端小实例：

import  socket   #导入socket模块
 
client = socket.socket()  #创建socket实例
client.connect(("localhost",6969))  #建立连接
send_data = "hello word!"   #发送的字符串
send_data = send_data.encode() #因为发送是bytes类型，所以这边先转码成bytes类型
client.send(send_data)  #发送数据
data = client.recv(1024)  #接收服务端的数据，这边设置接收1024字节  1kb=1024字节
print("server rece:",data.decode())
client.close()   #关闭与服务端的链接

 2、服务端小实例：

import socket
 
sever = socket.socket()  #创建服务端实例
sever.bind(("localhost",6969))   #绑定客户端ip和端口
sever.listen()   #监听端口
print("server  waiting  connect.........")
conn,addr = sever.accept()   #接收客户端，并且返回连接标志位(conn)实例，和对方的ip地址(addr)
data = conn.recv(1024)   #接收客户端发过来的数据，接收的也是bytes类型的数据
print("成功建立链接")
print("client data:",data.decode())
conn.send(data.upper())  #将刚刚接收到数据，发送至服务端，注意这边发送的也是字节类型，是bytes类型
sever.close()  #关闭服务端

3、socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)参数详解：

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

Demo:

import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9999)
sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM,0)
sk.bind(ip_port)
 
while True:
    data = sk.recv(1024)
    print data
 
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9999)
 
sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM,0)
while True:
    inp = raw_input('数据：').strip()
    if inp == 'exit':
        break
    sk.sendto(inp,ip_port)
 
sk.close()

　　

二、Socket方法、简单ssh实例

1、socket方法：

函数	描述
服务器端套接字
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
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，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
公共用途的套接字函数
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.recvform()	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

2、简单ssh实例：

客户端：

客户端实例->建立连接->发送数据->接收数据

import socket
 
client = socket.socket()
client.connect(("localhost",9999))
 
while True:
    cmd = input(">>>:").strip()
    if len(cmd) == 0:continue
    client.send(cmd.encode("utf-8"))
    cmd_res = client.recv(500)
    print(cmd_res.decode("utf-8",'ignore'))
 
client.close()

服务端：

服务端实例->绑定ip+端口->监听客户端连接->生成连接实例->接收客户端数据->发送数据至客户端

import socket,os
 
server = socket.socket()
server.bind(("localhost",9999))
server.listen()
while True:
    conn,addr = server.accept()
    print("new addr:",addr)
    while True:
        data = conn.recv(1024)
        if not data:
            print("客户端已断开")
            break
        print("执行指令：",data)
        cmd_res = os.popen(data.decode()).read()
        print("before send:",len(cmd_res))
        if len(cmd_res) == 0:
            cmd_res = "cmd has no output...."
        conn.send(cmd_res.encode("utf-8"))
        print("send done")
server.close()

效果图：

Pycharm 执行命令：ipconfig

cmd执行命令：ipconfig

通过效果图对比发现Pycharm执行的ipconfig信息显示不完成，原因就是我们在客户端的代码  cmd_res = client.recv(500) 设置接受的字节最大就是500，服务端的发送给客户端的信息大于500 字节，多出的字节就会被存放在IO缓冲区，等待下一次发送。

流程图

ssh 实例小结：

1、服务端第一次全部发送给客户端，客户端只接收设置部分的字节数，剩下的字节数被存储在 IO缓冲区 中，下一次再用send的时候，它会先把缓冲区里的旧数据先发出去，等达到客户端接收的最大值后，然后再把新数据再放到缓冲区中，直到缓冲区满了再发出去

2、客户端虽然写的接收的是500，但它不一定能收到500，recv(500)代表着最多一次只能收500，如果服务端send10个字节，客户端也会正常接收，而不是等着500全收满了

3、两种情况缓冲区会发数据：

1. 缓冲区满了会发
2. 缓冲区超时：就是手动send