威斯尼斯人官网Python开发【第八章】:Socket,pythonsocket

Python开发【第八章】:Socket,pythonsocket

一、Socket

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】

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1、信息交互的程序

服务端:

#server端

import socket

ip_port = ("127.0.0.1",9999)    #服务器端ip和服务端口
server = socket.socket()            #创建server
#server = <socket.socket fd=344, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0>

server.bind(ip_port)                #绑定地址ip
#server = <socket.socket fd=344, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 9999)>
server.listen(5)                    #开始监听,允许5个客户端排队
conn,addr = server.accept()         #等待连接
#conn = <socket.socket fd=340, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 9999),
#  raddr=('127.0.0.1', 60086)>
#addr = ('127.0.0.1', 60086)

client_data = conn.recv(1024)       #收取信息,1024字节
#client_data = b'hello'
conn.sendall(client_data.upper())           #发送数据

conn.close()                        #关闭程序

客户端:

#client端

import socket

ip_port = ("127.0.0.1",9999)        #要连接的服务器IP和端口
client = socket.socket()             #创建client

client.connect(ip_port)              #连接服务器端
info = "hello"

client.sendall(info.encode("utf-8"))   #发送数据包,把str转换为bytes类型
server_data = client.recv(1024)         #收取数据包

print(server_data.decode("utf-8"))

注:如果客户端发送空字符给服务端,客户端发送没有问题,但是服务器是不会接受空字符的,服务器依然会停留在接受状态,程序会一直卡着

 

2、功能介绍

server = socket.socket()

威斯尼斯人官网 2参数一: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 详情
威斯尼斯人官网 3# 服务端
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,(host,port) = sk.recvfrom(1024) print(data,host,port)
sk.sendto(bytes(‘ok’, encoding=’utf-8′), (host,port)) #客户端 import
socket ip_port = (‘127.0.0.1’,9999) sk =
socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM,0) while True: inp =
input(‘数据:’).strip() if inp == ‘exit’: break sk.sendto(bytes(inp,
encoding=’utf-8′),ip_port) data = sk.recvfrom(1024) print(data)
sk.close() UDP Demo

② server.bind(address)

  server.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

server.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

server.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

⑤ conn,addr = server.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

client.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。

⑦ client.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

client.close()

  关闭套接字

⑨ client.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

⑩ client.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

⑪ server**.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

⑫ server**.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

server.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

⑭ 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 )

⑮ sk.getpeername()

  返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组(ipaddr,port)

⑯ sk.getsockname()

  返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)

⑰ sk.fileno()

  套接字的文件描述符

 

3、聊天机器人

 我们对上面的代码进行下升级,做个聊天机器人

威斯尼斯人官网 4#!/usr/bin/env
python # -*- coding:utf-8 -*- #-Author-Lian #server import socket
ip_port = (“127.0.0.1”,8888) server = socket.socket()
server.bind(ip_port) server.listen(5) while True:
print(“等待连接……..”) conn, addr = server.accept() while True: data
= conn.recv(1024).decode(“utf-8”) if data == “exit”:
conn.sendall(“exit”.encode(“utf-8”)) break elif data == “0”:
conn.sendall(“汪星人星球正要进攻地球。。。。”.encode(“utf-8”)) else:
print(data) conn.sendall(“继续发送电波”.encode(“utf-8”)) conn.close()
server端
威斯尼斯人官网 5#!/usr/bin/env
python # -*- coding:utf-8 -*- #-Author-Lian #client import socket
ip_port = (“127.0.0.1”,8888) client = socket.socket()
client.connect(ip_port) while True: info = input(“->>>”)
client.sendall(info.encode(“utf-8”)) data =
client.recv(1024).decode(“utf-8”) if data == “exit”: break else:
print(data) client.close() client端

 

4、ssh程序

整合下上面的代码,做个ssh连接的客户端,实现基本xshell功能

威斯尼斯人官网 6#!/usr/bin/env
python # -*- coding:utf-8 -*- #-Author-Lian #ssh server import
socket,os ip_port = (“127.0.0.1”,9999) server = socket.socket()
server.bind(ip_port) server.listen(5) while True: conn,add =
server.accept() while True: client_data = conn.recv(1024) recv_data =
client_data.decode(“utf-8”) if recv_data == “exit”: break send_data =
os.popen(recv_data).read() if not send_data:
conn.sendall(client_data+”命令不存在”.encode(“utf-8”)) else:
conn.sendall(send_data.encode(“utf-8”)) conn.close() ssh 服务端
威斯尼斯人官网 7#!/usr/bin/env
python # -*- coding:utf-8 -*- #-Author-Lian #ssh client import
socket ip_port = (“127.0.0.1”,9999) client = socket.socket()
client.connect(ip_port) while True: info = input(“->>”).strip()
if not info: continue client.sendall(info.encode(“utf-8”)) if info ==
“exit”: break server_data = client.recv(1024)
print(server_data.decode(“utf-8”)) client.close() ssh 客户端

 

5、粘包

ssh程序运行的时候会出现一个问题,啥问题类?当我们执行ipconfig /all
命令时,服务器给返回的信息是不完整的,当我们再次执行其他命令时,返回的信息依然是ipconfig
/all上次未传完的数据;这是由于我们每次传输的数据只能是1024字节,未传完的数据只能等待下次传输,这个现象就是粘包现象。那好,我们直接把1024字节调成无穷大不就好了,呵呵!!
调大并没有卵用;难道就没有办法解决了吗?!突然想到一个办法了,发送数据前,先把数据包的大小发过来,我循环收取,直到收到的数据与数据包大小一样不就得了。哈哈,机智如我~嘎嘎

威斯尼斯人官网 8#!/usr/bin/env
python # -*- coding:utf-8 -*- #-Author-Lian #ssh server import
socket,os ip_port = (“127.0.0.1”,9999) server = socket.socket()
server.bind(ip_port) server.listen(5) while True: conn,add =
server.accept() while True: print(“开始收”) client_data =
conn.recv(1024) client_data = client_data.decode(“utf-8”) if
client_data == “exit”: #收到exit 退出 break send_data =
os.popen(client_data).read() #执行命令结果,要发送的数据 send_data =
send_data.encode(“utf-8”) #转换为bytes类型 length =
str(len(send_data)) #统计发送数据的长度
conn.sendall(length.encode(“utf-8”)) #长度以bytes类型发送过去
return_value = conn.recv(1024) return_value =
return_value.decode(“utf-8”) if return_value == “start”: if not
send_data: # 如果执行结果为空,表示命令不存在
conn.sendall((client_data +”命令不存在”).encode(“utf-8”)) else:
conn.sendall(send_data) conn.close() ssh 服务端升级版
威斯尼斯人官网 9#!/usr/bin/env
python # -*- coding:utf-8 -*- #-Author-Lian #ssh client import
socket ip_port = (“127.0.0.1”,9999) client = socket.socket()
client.connect(ip_port) while True: cmd = input(“->>”).strip() if
not cmd: #空字符 重新输入 continue client.sendall(cmd.encode(“utf-8”))
#要执行的命令发送过去 if cmd == “exit”: #如果为exit 退出连接 break
length = client.recv(1024) #数据长度 length = length.decode(“utf-8”)
length = int(length) #长度转换为int
client.sendall(“start”.encode(“utf-8”)) #发送字节start sum_data = “”
#初始汇总的数据 while length >= 0: #循环收数据 server_data =
client.recv(1024) length -=1024 sum_data +=server_data.decode(“utf-8”)
print(sum_data) #打印最终的执行数据 client.close() ssh 客户端升级版

注:int类型在socket传输中,要先把int类型转换为str格式,再转化为bytes类型;另当前程序只能实现一对一,还不能一对多处理,思考下如何能多用户同时使用?

 

 

二、socketserver 

  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

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1、ThreadingTCPServer

使用ThreadingTCPServer:

  • 创建一个继承自 SocketServer.BaseRequestHandler 的类
  • 类中必须定义一个名称为 handle 的方法
  • 启动ThreadingTCPServer

用socketserver对ssh程序做修改,实现多用户同时操作互不影响

威斯尼斯人官网 11#!/usr/bin/env
python # -*- coding:utf-8 -*- #-Author-Lian #scoketserver import
socketserver,os class Myserver(socketserver.BaseRequestHandler): def
handle(self): while True: conn = self.request # conn,add =
server.accept() while True: print(“开始收”) client_data =
conn.recv(1024) client_data = client_data.decode(“utf-8”) if
client_data == “exit”: #收到exit 退出 break send_data =
os.popen(client_data).read() #执行命令结果,要发送的数据 send_data =
send_data.encode(“utf-8”) #转换为bytes类型 length =
str(len(send_data)) #统计发送数据的长度
conn.sendall(length.encode(“utf-8”)) #长度以bytes类型发送过去
return_value = conn.recv(1024) return_value =
return_value.decode(“utf-8”) if return_value == “start”: if not
send_data: # 如果执行结果为空,表示命令不存在
conn.sendall((client_data +”命令不存在”).encode(“utf-8”)) else:
conn.sendall(send_data) conn.close() if __name__ == ‘__main__’:
server = socketserver.ThreadingTCPServer((“127.0.0.1”,8888),Myserver)
server.serve_forever() ssh
服务端多用户
威斯尼斯人官网 12#!/usr/bin/env
python # -*- coding:utf-8 -*- #-Author-Lian #ssh client import
socket ip_port = (“127.0.0.1”,8888) client = socket.socket()
client.connect(ip_port) while True: cmd = input(“->>”).strip() if
not cmd: #空字符 重新输入 continue client.sendall(cmd.encode(“utf-8”))
#要执行的命令发送过去 if cmd == “exit”: #如果为exit 退出连接 break
length = client.recv(1024) #数据长度 length = length.decode(“utf-8”)
length = int(length) #长度转换为int
client.sendall(“start”.encode(“utf-8”)) #发送字节start sum_data = “”
#初始汇总的数据 while length >= 0: #循环收数据 server_data =
client.recv(1024) length -=1024 sum_data +=server_data.decode(“utf-8”)
print(sum_data) #打印最终的执行数据 client.close() ssh 客户端多用户

 

一、Socket
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…

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