10.socket网络编程

套接字工作流程

先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束。

Socket Families(地址簇)

socket.AF_UNIX unix本机进程间通信 

socket.AF_INET　IPV4　

socket.AF_INET6  IPV6

Socket Types

socket.SOCK_STREAM  #for tcp

socket.SOCK_DGRAM   #for udp

Socket 参数

s.bind(address)     绑定（host,port）

s.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

s.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。

s.connect(address)      address的格式为元组（hostname,port）

s.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。

s.close()                  关闭套接字

s.recv(bufsize)        bufsize指定最多可以接收的数量

s.send(string)          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。

s.sendall(string)       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。

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 client 连接最多等待5s ）

s.getpeername()         返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）

服务端

1. 创建socket对象
2. 绑定IP和端口 绑定 bind()
3. 开始监听链接 监听 listen()
4. 阻塞 , 等待客户端成功连接 阻塞 accept()
5. 接收请求数据 接收 recv()
6. 处理并发送请求数据 发送 send()
7. 关闭 close()

客户端

1. 创建socket对象
2. 连接服务端 , 按照IP和端口连接 连接 connet()
3. 发送请求数据 发送 send()
4. 接收请求数据 接收 recv()
5. 关闭 close()
   

简单socket

server.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)   重用ip和端口 ，但其它client只是挂起状态。只有一个能交互

import socket
# 创建socket对象
sock = socket.socket()
# 绑定IP和端口,参数是一个元组(ip,port)
sock.bind(('localhost', 8080))
# 开始监听,最大挂起5个
sock.listen(5)
# 阻塞,等待连接
conn,addr = sock.accept()
# 接收请求数据,接收大小为1024字节
content = conn.recv(1024)
print(content.decode())
# 发送请求结果,必须以bytes类型
conn.send(b'jieshouwanbi')
# 关闭链接
conn.close()

s.server

import socket
# 创建socket对象
sock = socket.socket()
# 建立链接
sock.connect(('localhost', 8080))
# 发送请求数据,必须以bytes类型
sock.send(b"hello")
# 接收请求结果
content = sock.recv(1024)
print(content.decode())
# 关闭套接字
sock.close()

s.client

SSH

 import socket ,os
 server = socket.socket()   #创建socket对象
 server.bind(('localhost',9999) )  #绑定ip和port
 server.listen()          #开始监听

 while True:
     conn, addr = server.accept()   #阻塞 等待连接
     print("new conn:",addr)
     while True:
         print("等待新指令")
         data = conn.recv(1024)      #接收客户端发过来的命令
         if not data:
             break
         print("执行指令:",data)
         cmd_res = os.popen(data.decode()).read() #执行客户端发过来的命令，返回信息长度（接收字符串，执行结果也是字符串）
         print("before send",len(cmd_res))      #信息的长度
         if len(cmd_res) ==0:
             cmd_res = "cmd has no output..."

         conn.send( str(len(cmd_res.encode())).encode("utf-8")    )   #先发命令执行的结果信息大小给客户端
         client_ack = conn.recv(1024)       #防止粘包，客户端ack
         conn.send(cmd_res.encode("utf-8"))    #发送信息
         print("send done")

 server.close()

server_ssh

 import socket
 client = socket.socket()
 client.connect(('localhost',9999))

 while True:
     cmd = input(">>:").strip()         #输入命令
     if len(cmd) == 0: continue
     client.send(cmd.encode("utf-8"))   #发送命令给server端
     cmd_res_size = client.recv(1024)   #接受server端发过来的命令结果信息长度
     print("命令结果大小:",cmd_res_size)
     client.send("准备接受".encode('utf-8'))   #防止粘包
     received_size = 0    #已经接受数据的大小
     received_data = b''
     while received_size < int(cmd_res_size.decode()):
         data = client.recv(1024)   #只要小于，就一直接收
         received_size += len(data) #每次收到的有可能小于1024，所以
                                                  必须用len判断
         #print(data.decode())
         received_data += data
     else:
         print("cmd res receive done...",received_size)
         print(received_data.decode())

 client.close()

client

ftp传文件

ftp server
    1. 读取文件名
    2. 检测文件是否存在
    3. 打开文件
    4. 检测文件大小
    5. 发送文件大小给客户端
    6. 等客户端确认
    7. 开始边读边发数据
    8. 发送md5　

 import socket ,os
 server = socket.socket()
 server.bind(('localhost',9999))
 server.listen()

 while True:
     conn, addr = server.accept()
     print("new conn:",addr)
     while True:
         print("等待新指令")
         data = conn.recv(1024)
         if not data:
             print("客户端已断开")
             break
         cmd,filename = data.decode().split()
         print(filename)
         if os.path.isfile(filename):   #判断是否是文件
            f = open(filename,"rb")     #打开文件
            file_size = os.stat(filename).st_size      #文件大小
            conn.send( str(file_size).encode() )       #send file size  防止粘包
            conn.recv(1024)                            #wait for ack
            for line in f:
               conn.send(line)                         #开始发送
            f.close()
         print("send done")

 server.close()

ftp_server

 import socket
 import hashlib
 client = socket.socket()
 client.connect(('localhost', 9999))

 while True:
     cmd = input(">>:").strip()
     if len(cmd) == 0: continue

     if cmd.startswith("get"):                   #判断是否以字符串‘get’ 开头
         client.send(cmd.encode())               #把需要下载的文件发给server端
         server_response = client.recv(1024)     #接收server端发过来的文件大小
         print("servr response:", server_response)     #打印文件大小
         client.send(b"ready to recv file")            #防止粘包
         file_total_size = int(server_response.decode())
         received_size = 0                  #已经接收的大小
         filename = cmd.split()[1]
         f = open(filename + ".new", "wb")      #创建新文件  用于保存

         while received_size < file_total_size:
             if file_total_size - received_size > 1024:  # 要收不止一次
                 size = 1024
             else:  # 最后一次了，剩多少收多少
                 size = file_total_size - received_size
                 print("last receive:", size)

             data = client.recv(size)
             received_size += len(data)
             f.write(data)
             # print(file_total_size,received_size)
         else:
             print("file recv done", received_size, file_total_size)
             f.close()
 client.close()

ftp_client

 import hashlib
 import socket ,os,time
 server = socket.socket()
 server.bind(('localhost',9999))
 server.listen()
 while True:
     conn, addr = server.accept()
     print("new conn:",addr)
     while True:
         print("等待新指令")
         data = conn.recv(1024)
         if not data:
             print("客户端已断开")
             break
         cmd,filename = data.decode().split()
         print(filename)
         if os.path.isfile(filename):
            f = open(filename,"rb")
            m = hashlib.md5()
            file_size = os.stat(filename).st_size
            conn.send( str(file_size).encode() ) #send file size
            conn.recv(1024) #wait for ack
            for line in f:
               m.update(line)
               conn.send(line)
            print("file md5", m.hexdigest())
            f.close()
            conn.send(m.hexdigest().encode()) #send md5
         print("send done")

 server.close()

md5_ftp_server

 import socket
 import hashlib
 client = socket.socket()
 client.connect(('localhost', 9999))

 while True:
     cmd = input(">>:").strip()
     if len(cmd) == 0: continue
     if cmd.startswith("get"):
         client.send(cmd.encode())
         server_response = client.recv(1024)
         print("servr response:", server_response)
         client.send(b"ready to recv file")
         file_total_size = int(server_response.decode())
         received_size = 0
         filename = cmd.split()[1]
         f = open(filename + ".new", "wb")
         m = hashlib.md5()

         while received_size < file_total_size:
             if file_total_size - received_size > 1024:  # 要收不止一次
                 size = 1024
             else:  # 最后一次了，剩多少收多少
                 size = file_total_size - received_size
                 print("last receive:", size)

             data = client.recv(size)
             received_size += len(data)
             m.update(data)
             f.write(data)
             print(file_total_size,received_size)
         else:
             new_file_md5 = m.hexdigest()
             print("file recv done", received_size, file_total_size)
             f.close()
         server_file_md5 = client.recv(1024)
         print("server file md5:", server_file_md5)
         print("client file md5:", new_file_md5)

 client.close()

md5_ftp_cli