Day9 网络编程

OSI（Open System Interconnect），即开放式系统互联。

ISO(International Standards Organization)国际标准化组织

OSI七层模型:

TCP/IP协议：

TCP三次握手：

TCP四次挥手：

TCP通信：

模拟简单的客户端-服务器TCP通信

socket_server.py

#！/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# Author: wanghuafeng
 
import socket
ip_port = ('127.0.0.1', 9999)
#买手机
s = socket.socket()
#买手机卡，bind中的参数为元祖
s.bind(ip_port)
#开机
s.listen(5)
#等待电话，conn为通信链路
conn, addr = s.accept()
#收消息,1024--代表字节
recv_data = conn.recv(1024)
print(str(recv_data, encoding='utf-8'))
#发消息
send_data = recv_data.upper()
conn.send(send_data)
#挂电话
conn.close()

socket_client.py

#！/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# Author: wanghuafeng
 
import socket
ip_port = ('127.0.0.1', 9999)
#买手机
sk = socket.socket()
#拨号
sk.connect(ip_port)
#发消息
send_data = input(">>>: ").strip()
sk.send(bytes(send_data, encoding='utf-8'))
#收消息
recv_data = sk.recv(1024)
print(recv_data)
#挂电话
sk.close()

UDP通信

# 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()

更多功能

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

循环发送消息

socket_server.py

#！/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# Author: wanghuafeng
 
import socket
ip_port = ('127.0.0.1', 9999)
#买手机
s = socket.socket()
#买手机卡，bind中的参数为元祖
s.bind(ip_port)
#开机
s.listen(5)
#等待电话，conn为通信链路
conn, addr = s.accept()
while True:
    try:
        #收消息,1024--代表字节
        recv_data = conn.recv(1024)
        print(str(recv_data, encoding='utf-8'))
        if str(recv_data, encoding='utf-8') == 'exit':break
        #发消息
        send_data = recv_data.upper()
        conn.send(send_data)
    except Exception:
        break
#挂电话
conn.close()

socket_client.py

#！/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# Author: wanghuafeng
 
import socket
ip_port = ('127.0.0.1', 9999)
#买手机
sk = socket.socket()
#拨号
sk.connect(ip_port)
#发消息
while True:
    send_data = input(">>>: ").strip()
    if len(send_data) == 0:continue
    sk.send(bytes(send_data, encoding='utf-8'))
    if send_data == 'exit':break
    #收消息
    recv_data = sk.recv(1024)
    print(recv_data)
#挂电话
sk.close()

发送windows命令并返回结果

socket_server.py

#！/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# Author: wanghuafeng
 
import socket
import subprocess
ip_port = ('127.0.0.1', 9999)
#买手机
s = socket.socket()
#买手机卡，bind中的参数为元祖
s.bind(ip_port)
#开机
s.listen(5)
#等待电话，conn为通信链路
#重复接收多个连接
while True:
    conn, addr = s.accept()
    while True:
        try:
            #收消息,1024--代表字节
            recv_data = conn.recv(1024)
            print(str(recv_data, encoding='utf8'))
            if str(recv_data, encoding='utf8') == 'exit':break
            #发消息
            # 在Windows服务器获取命令
            p = subprocess.Popen(str(recv_data, encoding='utf8'), shell=True, stdout=subprocess.PIPE)
            res = p.stdout.read()
            if len(res) == 0:
                send_data = "cmd error"
            else:
                send_data = str(res, encoding='gbk')
            print(send_data)
            conn.send(bytes(send_data, encoding='utf8'))
        except Exception:
            break
    #挂电话
    conn.close()

socket_client.py

#！/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# Author: wanghuafeng
 
import socket
ip_port = ('127.0.0.1', 9999)
#买手机
sk = socket.socket()
#拨号
sk.connect(ip_port)
#发消息
while True:
    send_data = input(">>>: ").strip()
    if len(send_data) == 0:continue
    sk.send(bytes(send_data, encoding='utf8'))
    if send_data == 'exit':break
    #收消息
    recv_data = sk.recv(1024)
    print(str(recv_data, encoding='utf8'))
#挂电话
sk.close()

解决粘包

socket_server.py

#！/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# Author: wanghuafeng
 
import socket
import subprocess   #导入执行命令模块
ip_port = ('127.0.0.1', 9999)   #定义IP和端口的元组
#买手机
s = socket.socket() #绑定协议，生成套接字
#买手机卡，bind中的参数为元祖
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
#开机
s.listen(5) #定义最大可以挂起链接数
#等待电话，conn为通信链路
#重复接收多个连接
while True: #用来重复接收新的链接
    conn, addr = s.accept() #接收客户端链接请求，返回conn（相当于通信信道，addr是客户端IP+Port）
    while True: #用于基于一个链接重复收发消息
        try:    #捕捉客户端异常关闭（ctrl+c）
            #收消息,1024--代表字节
            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
            if str(recv_data, encoding='utf8') == 'exit':break  #客户端发送exit消息，表示退出，服务端将退出
            #发消息
            # 在Windows服务器获取命令，并执行命令，Windows平台标准输出是gbk编码需要转换
            p = subprocess.Popen(str(recv_data, encoding='utf8'), shell=True, stdout=subprocess.PIPE)
            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 error"
            else:
                send_data = str(res, encoding='gbk')    #执行ok，字符编码转换，gbk-->str-->utf8字节
            send_data = bytes(send_data, encoding='utf8')
 
            # 解决粘包问题
            #准备发送之前，先发送‘Ready|内容长度’
            ready_tag = 'Ready|%s' %len(send_data)
            conn.send(bytes(ready_tag, encoding='utf8'))
            #得到客户端返回‘Start’表示客户端已经接收到‘Ready|内容长度’
            feedback = conn.recv(1024)  #Start
            #接收的内容为bytes类型，需要转换为str类型
            feedback = str(feedback, encoding='utf8')
            if feedback.startswith('Start'):
                conn.send(send_data)    #发送命令执行结果
        except Exception:
            break
    #挂电话
    conn.close()

socket_client.py

#！/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# Author: wanghuafeng
 
import socket
ip_port = ('127.0.0.1', 9999)
#买手机
sk = socket.socket()
#拨号
sk.connect(ip_port) #连接服务端，若服务端有一个已经存在的链接，则连接挂起
#发消息
while True: #基于connect建立的链接来循环发送消息
    send_data = input(">>>: ").strip()
    if len(send_data) == 0:continue
    sk.send(bytes(send_data, encoding='utf8'))
    if send_data == 'exit':break
 
    #解决粘包问题
    #接收消息，其实是为了得到‘Ready|内容长度’
    ready_tag = sk.recv(1024)
    ready_tag = str(ready_tag, encoding='utf8')
    #收到‘Ready|内容长度’
    if ready_tag.startswith("Ready"):
        #获取待接收数据的长度
        msg_size = int(ready_tag.split('|')[-1])
    #准备一个‘Start’
    start_tag = 'Start'
    #发送一个‘Start’消息，通知服务端可以发送消息了
    sk.send(bytes(start_tag, encoding='utf8'))
 
    recv_size = 0
    recv_msg = b''
    while recv_size < msg_size:
        recv_data = sk.recv(1024)
        recv_msg += recv_data
        recv_size += len(recv_data)
        print('MSG SIZE %s RECV SIZE %s' % (msg_size, recv_size))
    print(str(recv_msg, encoding='utf8'))
#挂电话
sk.close()

socketserver解决粘包问题

import socketserver

import subprocess

class Myserver(socketserver.BaseRequestHandler):

    def handle(self):

        while True:

            conn=self.request

            conn.sendall(bytes("欢迎登录","utf8"))

            while True:

                client_bytes=conn.recv(1024)

                if not client_bytes:break

                client_str=str(client_bytes,"utf8")

                print(client_str)

                command=client_str

                result_str=subprocess.getoutput(command)

                result_bytes = bytes(result_str,encoding='utf8')

                info_str="info|%d"%len(result_bytes)

                conn.sendall(bytes(info_str,"utf8"))

                # conn.recv(1024)

                conn.sendall(result_bytes)

            conn.close()

if __name__=="__main__":

    server=socketserver.ThreadingTCPServer(("127.0.0.1",9998),Myserver)

    server.serve_forever()

#####################################client

import socket

ip_port=("127.0.0.1",9998)

sk=socket.socket()

sk.connect(ip_port)

print("客户端启动...")

print(str(sk.recv(1024),"utf8"))

while True:

    inp=input("please input:").strip()

    sk.sendall(bytes(inp,"utf8"))

    basic_info_bytes=sk.recv(1024)

    print(str(basic_info_bytes,"utf8"))

    # sk.send(bytes('ok','utf8'))

    result_length=int(str(basic_info_bytes,"utf8").split("|")[1])

    print(result_length)

    has_received=0

    content_bytes=bytes()

    while has_received<result_length:

        fetch_bytes=sk.recv(1024)

        has_received+=len(fetch_bytes)

        content_bytes+=fetch_bytes

    cmd_result=str(content_bytes,"utf8")

    print(cmd_result)

sk.close()

实现简单FTP功能

ftp_server.py

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
#Author:WangHuafeng
 
import socketserver
import subprocess
import json
 
class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):
    def handle(self):
        self.request.sendall(bytes("欢迎使用Python Server！", encoding='utf-8'))
        while True:
            data = self.request.recv(1024)
            if len(data) == 0:break
            print('data', data)
            print("[%s] says:%s" % (self.client_address, data.decode()))
            task_data = json.loads(data.decode())
            task_action = task_data.get('action')
            if hasattr(self, 'task_%s' % task_action):
                func = getattr(self, 'task_%s' % task_action)
                func(task_data)
            else:
                print('task action is not supported', task_action)
 
    def task_put(self, *args, *kwargs):
        print("---put", args, kwargs)
        filesize = args[0].get('file_size')
        filename = args[0].get('filename')
        server_response = {'status':200}
        self.request.send(bytes(json.dumps(server_response), encoding='utf-8'))
        recv_size = 0
        with open(filename, 'wb') as f:
            while recv_size < filesize:
                data = self.request.recv(4096)
                f.write(data)
                recv_size += len(data)
        print("file recv sucess")
 
if __name__ == '__main__':
    server = socketserver.ThreadingTCPServer(('192.168.6.130', 8999), MyServer)
    server.serve_forever()

ftp_client.py

#！/usr/bin/env python

# -*- coding: utf-8 -*-

# Author: wanghuafeng

import socket

import os, json

ip_port = ('192.168.6.130', 8999)

sk = socket.socket()

sk.connect(ip_port)

welcome_msg = sk.recv(1024)

while True:

    send_data = input(">>>: ").strip()

    if len(send_data) == 0:continue

    cmd_list = send_data.split()

    if len(cmd_list) < 2:continue   #ftp命令put /usr/bin/file.txt

    task_type = cmd_list[0]

    if task_type == 'put':

        abs_filepath = cmd_list[1]

        if os.path.isfile(abs_filepath):

            #MD5，留着

            file_size = os.stat(abs_filepath).st_size

            file_name = abs_filepath.split('\\')[-1]

            print('file:%s size:%s' % (abs_filepath, file_size))

            msg_data = {'action':'put', 'filename':file_name, 'file_size':file_size}

            sk.send(bytes(json.dumps(msg_data), encoding='utf-8'))

            server_confirmation_msg = sk.recv(1024)

            confirm_data = json.loads(server_confirmation_msg.decode())

            if confirm_data['status'] == 200:

                print('start sending file', file_name)

                with open(abs_filepath, 'rb') as f:

                    for line in f:

                        sk.send(line)

                    print("send file done")

        else:

            print("\033[31;1mfile [%s] is not exist\033[0m" % abs_filepath)

    else:

        print("doesn't support task type", task_type)

        continue

    #sk.send(bytes(send_data, encoding='utf8'))

    recv_data = sk.recv(1024)

    print(str(recv_data, encoding='utf-8'))

sk.close()