一、socket简单介绍

  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)

  1、socket与file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】

  2、socket与TCP/IP关联及区别?

  socket:只负责处理数据,不负责数据传输,数据传输是按照TCP/IP协议进行传递

  TCP/IP协议:主机如何接入互联网以及接入互联网两台主机通信标准

  

  TCP/IP协议四层架构:数据传输格式:ethernet报头+IP报头+TCP报头+http数据包

  socker抽象层:只负责数据处理,不负责数据传递,数据按照TPC/IP协议进行传输

  3、简单数据传输:

  A:socket-server

import  socket
ip_port = ('127.0.0.1',1009)
# #绑定协议,生成套接字
sk=socket.socket()
##绑定ip+协议+端口:用来唯一标识一个进程,ip_port必须是元组格式
sk.bind(ip_port)
#定义最大可以挂起胡链接数
sk.listen(5)
conn,addr = sk.accpet() #conn:表示与客户端连接线路
while True:
print('等待客户端发送消息、、、')
#接收客户端发来的消息
client_data = conn.recv(1024) #recv:阻塞,
print("----->",type(client_data))
print(client_data)
#发消息
send_data = client_data.upper() #将客户端接收消息转换至大写字母
print(send_data) #打印出要发给客户端信息
conn.sendall(send_data) #将信息发送给客户端
conn.close() #关闭连接

  B:socket_clint

#python3.0:只支持字节方式传递,python2.0:可以按照字符串方式传递
#客户端
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',1009) #(绑定IP+端口---》必须是一个元祖形式)
#绑定协议,生成套接字
sk = socket.socket()
#链接服务器,如果服务器已经存在一个正常的链接,那么挂起
sk.connect(ip_port)
#发消息
send_data = input(">>:").strip() #去除输入空的
#客户端发送消息至服务器端
sk.sendall(bytes(send_data,encoding='utf-8')) #python3.0:只支持字节方式传递,python2.0:可以按照字符串方式传递
#接收服务器端返回数据
server_reply = sk.recv(1024)
# print("---->",type(server_reply))
#将字节转换至字符串形式
print(str(server_reply,encoding='utf-8'))
# print(server_reply)
sk.close() #关闭连接

   【1、套接字错误:python3.5版本后套接字只能发字节数(bytes),不能发字符串,在python2.7中支持发字符串形式(str)

   2、退出只在客户端退出就ok了

   3、S.accept()和s.recv()是堵塞(基于链接正常)

   4、listen(n):n代表:能挂起的链接数,如果n=1,代表可以链接的一个,挂起一个,第三个拒绝链接】   

  二、socket参数

  绑定协议,生成套接字规则:sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0) 

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

   2、socket参数详解:

  sk.bind(address)

  s.bind(address) 将套接字绑定到地址。address地址的格式取决于地址族。在AF_INET下,以元组(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。

backlog等于5,表示内核已经接到了连接请求,但服务器还没有调用accept进行处理的连接个数最大为5
      这个值不能无限大,因为要在内核中维护连接队列

  sk.setblocking(bool)

  是否阻塞(默认True),如果设置False,那么accept和recv时一旦无数据,则报错。

  sk.accept()

  接受连接并返回(conn,address),其中conn是新的套接字对象,可以用来接收和发送数据。address是连接客户端的地址。

  接收TCP 客户的连接(阻塞式)等待连接的到来

  sk.connect(address)

  连接到address处的套接字。一般,address的格式为元组(hostname,port),如果连接出错,返回socket.error错误

  sk.connect_ex(address)

  同上,只不过会有返回值,连接成功时返回 0 ,连接失败时候返回编码,例如:10061

  sk.close()

  关闭套接字

  sk.recv(bufsize[,flag])

  接受套接字的数据。数据以字符串形式返回,bufsize指定最多可以接收的数量。flag提供有关消息的其他信息,通常可以忽略。

  sk.recvfrom(bufsize[.flag])

  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。

  sk.send(string[,flag])

  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。即:可能未将指定内容全部发送。

  sk.sendall(string[,flag])

  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。

内部通过递归调用send,将所有内容发送出去。

  sk.sendto(string[,flag],address)

  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。该函数主要用于UDP协议。

  sk.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 client 连接最多等待5s )

  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.fileno()

  套接字的文件描述符

  1、客户端与服务器多次传输数据

  A:客户端  

#客户端
#增加客户端重复发送数据
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',1009)
#绑定协议,生成套接字
sk = socket.socket()
#链接服务器,如果服务器已经存在一个正常的链接,那么挂起
sk.connect(ip_port)
#发消息
while True:
send_data = input(">>:").strip() #去除输入空的
#客户端发送消息至服务器端
sk.sendall(bytes(send_data,encoding='utf-8')) #python3.0:只支持字节方式传递,python2.0:可以按照字符串方式传递
#接收服务器端返回数据
server_reply = sk.recv(1024)
#将字节转换至字符串形式
print(str(server_reply,encoding='utf-8'))
sk.close() #关闭套接字

  B:服务器端:  

import  socket
ip_port = ('127.0.0.1',1009)
# #绑定协议,生成套接字
sk=socket.socket()
##绑定ip+协议+端口:用来唯一标识一个进程,ip_port必须是元组格式
sk.bind(ip_port)
#定义最大可以挂起胡链接数
sk.listen(5)
conn, addr = sk.accept() # conn:表示与客户端连接线路
while True:
print('等待客户端发送消息、、、')
#接收客户端发来的消息
client_data = conn.recv(1024) #recv:阻塞,
print("----->",type(client_data))
print(client_data)
#发消息
send_data = client_data.upper() #将客户端接收消息转换至大写字母
print(send_data) #打印出要发给客户端信息
conn.sendall(send_data) #将信息发送给客户端
conn.close() #关闭连接

  2、客户端与服务器多次传输数据(优化2)

  客户端:  

#客户端
#增加客户端重复发送数据
#增加:如果客户端输入字符串长度为0,程序则会跳出本次循环
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',1009)
#绑定协议,生成套接字
sk = socket.socket()
#链接服务器,如果服务器已经存在一个正常的链接,那么挂起
sk.connect(ip_port)
#发消息
while True:
send_data = input(">>:").strip() #去除输入空的
# 如果发送字符长度为0,则终止下面程序运行
# if len(send_data) == 0:break #当服务器端为配置此项,客户端开始输入字符长度为0,则服务器端出现死循环
if len(send_data) == 0:continue #当客户端输入字符串长度为0,则跳出本次循环,执行下面语句
#客户端发送消息至服务器端
sk.sendall(bytes(send_data,encoding='utf-8')) #python3.0:只支持字节方式传递,python2.0:可以按照字符串方式传递
if send_data == 'exit':break
#接收服务器端返回数据
server_reply = sk.recv(1024)
#将字节转换至字符串形式
print(str(server_reply,encoding='utf-8'))
sk.close() #关闭套接字

  服务器端:  

#服务器端
#增加:异常处理逻辑,捕获异常信息
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',1009)
# #绑定协议,生成套接字
sk=socket.socket()
##绑定ip+协议+端口:用来唯一标识一个进程,ip_port必须是元组格式
sk.bind(ip_port)
#定义最大可以挂起胡链接数
sk.listen(5)
conn, addr = sk.accept() # conn:表示与客户端连接线路
while True:
try:
print('等待客户端发送消息、、、')
#接收客户端发来的消息
client_data = conn.recv(1024) #recv:阻塞,
print("----->",type(client_data))
if str(send_data,encoding='utf-8')== 'exit': break
print(client_data)
#发消息
send_data = client_data.upper() #将客户端接收消息转换至大写字母
print(send_data) #打印出要发给客户端信息
conn.sendall(send_data) #将信息发送给客户端
except Exception:
break
conn.close() #关闭连接

  3、 服务器与多个客户端连接,当其中一个客户端断开之后,服务器继续连接下一个请求

  A:服务器:  

#解决问题:服务器连接多个请求时,当一个请求断开后,服务器继续连接下一个请求
#增加代码:在服务器端,对conn进行重复连接,并在运用try except
#服务器
import socket
import subprocess
ip_dum =('127.0.0.1',9999)
#买手机
s = socket.socket() #建立socket连接
# print(s) <socket.socket fd=220, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0>
#买手机卡
s.bind(ip_dum)
#开机
s.listen(5) #设置拦截数量
#等待电话
while True: #循环连接
conn,addr = s.accept() #conn表示
#接消息
while True:
try: #解决功能:当客户端断开后,重新链接下一个请求
recv_data = conn.recv(1024)
print("--->",type(recv_data))
if len(recv_data) ==0:break #当客户端输入长度为0,则跳过本次循环
#if str(recv_data,encoding='utf-8') == 'exit':break
#发信息 如果客户端输出错误信息,则将错误信息提示,并
#p = subprocess.Popen(str(recv_data,encoding='utf-8'),shell=True,stdout=subprocess.PIPE)
send_data = recv_data.upper()
print(send_data)
conn.sendall(send_data)
except Exception:
break #异常时,直接退出
#挂电话
conn.close()

  B:客户端01:

#客户端:
import socket
ip_dum = ('127.0.0.1',9999)
#买手机
s = socket.socket()
print(s)
#拨号
s.connect(ip_dum)
#发消息 while True:
send_data =input(">>:").strip()
if len(send_data)=='exit':break
if len(send_data) ==0:continue #当客户端输入长度为0,则跳过本次循环
s.send(bytes(send_data,encoding='utf-8'))
if send_data == 'exit':break
#接收消息
rece_data = s.recv(1024)
print(str(rece_data,encoding='utf-8'))
#关闭
s.close()

  C:客户端02  

#客户端:
import socket
ip_dum = ('127.0.0.1',9999)
#买手机
s = socket.socket()
print(s)
#拨号
s.connect(ip_dum)
#发消息
while True:
send_data =input(">>:").strip()
if len(send_data)=='exit':break
if len(send_data) ==0:continue #当客户端输入长度为0,则跳过本次循环
s.send(bytes(send_data,encoding='utf-8'))
if send_data == 'exit':break
#接收消息
rece_data = s.recv(1024)
print(str(rece_data,encoding='utf-8'))
#关闭
s.close()

  4、socket与windows简单交互

  A:服务器  

#解决功能:用socket与windows进行交互,并将windows编码格式gbk-->str--->utf-8传给的客户端
#客户端输错命令时服务器端给错误提示并将结果返回给客户端
#服务器
import socket
import subprocess #执行命令
ip_dum =('127.0.0.1',9999)
#买手机
s = socket.socket() #建立socket连接
# print(s) <socket.socket fd=220, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0>
#买手机卡
s.bind(ip_dum)
#开机
s.listen(5) #设置拦截数量
#等待电话
while True: #
conn,addr = s.accept() #conn表示
#接消息
while True:
try: #解决功能:当客户端断开后,重新链接下一个请求
recv_data = conn.recv(1024)
print("--->",type(recv_data))
if len(recv_data) ==0:break #当客户端输入长度为0,则跳过本次循环
#if str(recv_data,encoding='utf-8') == 'exit':break
#发信息 如果客户端输出错误信息,则将错误信息提示,
p = subprocess.Popen(str(recv_data,encoding='utf-8'),shell=True,stdout=subprocess.PIPE)#执行系统命令,windows平台
ret = p.stdout.read() #获取标准输出,获取windows输出数字并赋值给ret #命令的标准输出是gbk编码,需要转换至utf8
if len(ret)==0: ##执行错误命令,标准输出为空,
send_data='cmd error'
else:
send_data = str(ret,encoding='gbk') #windows下输出gbk方式
print(send_data)
conn.sendall(bytes(send_data,encoding='utf-8')) #j将gbk编码--》str---》字节utf8编码,python3.5:支持字符码形式进行传递值,将返回数据发送给客户端
except Exception:
break #异常时,直接退出
#挂电话
conn.close()

  B:客户端:  

#客户端:
import socket
ip_dum = ('127.0.0.1',9999)
#买手机
s = socket.socket()
print(s)
#拨号
s.connect(ip_dum)
#发消息 while True:
send_data =input(">>:").strip()
if len(send_data)=='exit':break
if len(send_data) ==0:continue #当客户端输入长度为0,则跳过本次循环
s.send(bytes(send_data,encoding='utf-8'))
if send_data == 'exit':break
#接收消息
rece_data = s.recv(1024) #recv:堵塞,当服务器返回一个空值,客户端则recv堵塞
print(str(rece_data,encoding='utf-8'))
#关闭
s.close()

 三、socker粘包解析

  A:socker-server  

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import socket
import subprocess #导入执行命令模块
ip_port=('127.0.0.1',9999) #定义元祖
#买手机
s=socket.socket() #绑定协议,生成套接字
s.bind(ip_port) #绑定ip+协议+端口:用来唯一标识一个进程,ip_port必须是元组格式
s.listen(5) #定义最大可以挂起胡链接数
#等待电话
while True: #用来重复接收新的链接
conn,addr=s.accept() #接收客户端胡链接请求,返回conn(相当于一个特定胡链接),addr是客户端ip+port
#收消息
while True: #用来基于一个链接重复收发消息
try: #捕捉客户端异常关闭(ctrl+c)
recv_data=conn.recv(1024) #收消息,阻塞
if len(recv_data) == 0:break #客户端如果退出,服务端将收到空消息,退出 #发消息
p=subprocess.Popen(str(recv_data,encoding='utf8'),shell=True,stdout=subprocess.PIPE) #执行系统命令,windows平
# 台命令的标准输出是gbk编码,需要转换
res=p.stdout.read() #获取标准输出
if len(res) == 0: #执行错误命令,标准输出为空,
send_data='cmd err'
else:
send_data=str(res,encoding='gbk') #命令执行ok,字节gbk---->str---->字节utf-8 send_data=bytes(send_data,encoding='utf8') #解决粘包问题
ready_tag='Ready|%s' %len(send_data)
conn.send(bytes(ready_tag,encoding='utf8')) #发送数据长度
feedback=conn.recv(1024) #接收确认信息
feedback=str(feedback,encoding='utf8') if feedback.startswith('Start'):
conn.send(send_data) #发送命令的执行结果
except Exception:
break
#挂电话
conn.close()

  B:socker-cilent

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import socket
ip_port=('127.0.0.1',9999)
#买手机
s=socket.socket()
#拨号
s.connect(ip_port) #链接服务端,如果服务已经存在一个好的连接,那么挂起 while True: #基于connect建立的连接来循环发送消息
send_data=input(">>: ").strip()
if send_data == 'exit':break
if len(send_data) == 0:continue
s.send(bytes(send_data,encoding='utf8')) #解决粘包问题
ready_tag=s.recv(1024) #收取带数据长度的字节:Ready|9998
ready_tag=str(ready_tag,encoding='utf8')
if ready_tag.startswith('Ready'):#Ready|9998
msg_size=int(ready_tag.split('|')[-1]) #获取待接收数据长度
start_tag='Start'
s.send(bytes(start_tag,encoding='utf8')) #发送确认信息 #基于已经收到的待接收数据长度,循环接收数据
recv_size=0
recv_msg=b''
while recv_size < msg_size:
recv_data=s.recv(1024)
recv_msg+=recv_data
recv_size+=len(recv_data)
print('MSG SIZE %s RECE SIZE %s' %(msg_size,recv_size)) print(str(recv_msg,encoding='utf8'))
#挂电话
s.close()

   三、socket-server 

  1、SocketServer内部使用 IO多路复用 以及 “多线程” 和 “多进程” ,从而实现并发处理多个客户端请求的Socket服务端。即:每个客户端请求连接到服务器时,Socket服务端都会在服务器是创建一个“线程”或者“进 程” 专门负责处理当前客户端的所有请求。

  

   2、python3.0与python2.7关于socketserver差异:

  A:python3.0中导入socketserver中server为小写

  B:python2.7中打入SocketServer中Server需要大写

  2)socketserver实现多并发:

  socketserver :  

import  socketserver
#每一次新连接进来就实例化Myserver类
class Myserver(socketserver.BaseRequestHandler):#继承父类:socketserver.BaseRequestHandler中所有方法
def handle(self): #方法名字必须是:handle,因为基类已写好
self.request.sendall(bytes("欢迎致电中国银行",encoding='utf-8')) #server ---->client
while True:
data = self.request.recv(1024) #接收消息
print("[%s] says:%s"%(self.client_address,data.decode()))
self.request.sendall(data.upper()) #self.request ==conn 建立连接并将信息发送给客户端
if __name__ =='__main__':
server = socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1',9999),Myserver) #将Myserver实例化
server.serve_forever() #serve_forever循环等待新连接

  socketclient:  

import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9999)
sk = socket.socket()
sk.connect(ip_port)
sk.settimeout(5)
#发消息
welcome_msg = sk.recv(1024)
print("from server:",welcome_msg.decode())
while True:
send_data = input(">>:").strip()
if len(send_data)=='0':continue
sk.sendall(bytes(send_data,encoding='utf-8'))
#收消息
recv_data = sk.recv(1024)
print(str(recv_data,encoding='utf-8')) sk.close()

  3)解决多并发时其中一个客户端断了,服务器仍然继续工作,不出现死循环

    解决方法:在接收客户端发来的消息中,判断消息的长度是否为0,如为0则break

import  socketserver
#每一次新连接进来就实例化Myserver类
class Myserver(socketserver.BaseRequestHandler):#继承父类:socketserver.BaseRequestHandler中所有方法
def handle(self): #方法名字必须是:handle,因为基类已写好
self.request.sendall(bytes("欢迎致电中国银行",encoding='utf-8')) #server ---->client
while True:
data = self.request.recv(1024) #接收消息
print("--->",len(data)) #打印接收消息长度
if len(data) =='0':break #判断接收消息长度为0,则结束
print("[%s] says:%s"%(self.client_address,data.decode()))
self.request.sendall(data.upper()) #self.request ==conn 建立连接并将信息发送给客户端
if __name__ =='__main__':
server = socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1',9999),Myserver) #将Myserver实例化
server.serve_forever() #serve_forever循环等待新连接

  4)

  

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