网络编程之socket的运用

时间:2024-08-17 13:07:44

一,socket用法

socket是什么 ?

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。

所以,我们无需深入理解tcp/udp协议,socket已经为我们封装好了,我们只需要遵循socket的规定去编程,写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的。

套接字的发展史及分类

套接字起源于 20 世纪 70 年代加利福尼亚大学伯克利分校版本的 Unix,即人们所说的 BSD Unix。 因此,有时人们也把套接字称为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一开始,套接字被设计用在同 一台主机上多个应用程序之间的通讯。这也被称进程间通讯,或 IPC。套接字有两种(或者称为有两个种族),分别是基于文件型的和基于网络型的。

基于文件类型的套接字家族

套接字家族的名字:AF_UNIX

unix一切皆文件,基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据,两个套接字进程运行在同一机器,可以通过访问同一个文件系统间接完成通信

基于网络类型的套接字家族

套接字家族的名字:AF_INET

(还有AF_INET6被用于ipv6,还有一些其他的地址家族,不过,他们要么是只用于某个平台,要么就是已经被废弃,或者是很少被使用,或者是根本没有实现,所有地址家族中,AF_INET是使用最广泛的一个,python支持很多种地址家族,但是由于我们只关心网络编程,所以大部分时候我么只使用AF_INET)

套接字工作流程

一个生活中的场景。你要打电话给一个朋友,先拨号,朋友听到电话铃声后提起电话,这时你和你的朋友就建立起了连接,就可以讲话了。等交流结束,挂断电话结束此次交谈。 生活中的场景就解释了这工作原理。

网络编程之socket的运用

图3

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

服务端套接字函数
s.bind() 绑定(主机,端口号)到套接字
s.listen() 开始TCP监听
s.accept() 被动接受TCP客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来 客户端套接字函数
s.connect() 主动初始化TCP服务器连接
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
s.send() 发送TCP数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)
s.sendall() 发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用send直到发完)
s.recvfrom() 接收UDP数据
s.sendto() 发送UDP数据
s.getpeername() 连接到当前套接字的远端的地址
s.getsockname() 当前套接字的地址
s.getsockopt() 返回指定套接字的参数
s.setsockopt() 设置指定套接字的参数
s.close() 关闭套接字 面向锁的套接字方法
s.setblocking() 设置套接字的阻塞与非阻塞模式
s.settimeout() 设置阻塞套接字操作的超时时间
s.gettimeout() 得到阻塞套接字操作的超时时间 面向文件的套接字的函数
s.fileno() 套接字的文件描述符
s.makefile() 创建一个与该套接字相关的文件

1,先用socket实现一个简单的ssh

ssh服务端

1 import socket,os
2 server=socket.socket()
3 server.bind(('127.0.0.1',1314))
4 server.listen()
5 while True:
6 conn,addr=server.accept()
7 try:
8 while True:
9 data=conn.recv(1024)
10 print('客户端发来的命令是:',data.decode())
11 if not data:break
12 if len(data)==0:
13 print('命令为空')
14 send_data=os.popen(data.decode()).read()#执行命令,并读出结果
15 conn.send(send_data.encode())
16 except ConnectionResetError as e:
17 print('一个客户端断开连接')
18 conn.close()
19 server.colse()

ssh客户端

1 import socket
2 client=socket.socket()
3 client.connect(('127.0.0.1',1314))
4 while True:
5 data=input('>>>')
6 if len(data)==0:continue
7 client.send(data.encode())
8 recv_data=client.recv(1024)
9 print(recv_data.decode())
10 client.close()

2,实现文件传输

在前面的一个ssh做基础的情况下,我们是不是也能跟ftp一样传文件这些呢,当然可以肯定的告诉你,可以传文件的,而且在后面的学习完成以后,你还能自己写一个ftp实现上传下载文件的功能。先做一个简单的文件传输功能吧。

服务端(server)

1 import socket,os
2 server=socket.socket()
3 server.bind(('127.0.0.1',1314))
4 server.listen()
5 while True:
6 conn,addr=server.accept()
7 print('连接成功!')
8 try:
9 while True:
10 file_name=conn.recv(1024).decode()
11 if not file_name: break
12 if os.path.isfile(file_name):#判断文件是否存在
13 file_len=os.stat(file_name).st_size#获取文件大小
14 conn.send(str(file_len).encode())
15 conn.recv(1024)
16 with open(file_name,'rb') as f:
17 for i in f:
18 conn.send(i)
19 print('文件发送完成')
20 else:
21 print('文件不存在')
22 except ConnectionResetError:
23 print('一个客户端断开')
24 finally:
25 conn.close()
26 server.close()

客户端(client)

1 import socket
2 client=socket.socket()
3 client.connect(('127.0.0.1',1314))
4 while True:
5 file_name=input(">>>")
6 if len(file_name)==0:continue
7 client.send(file_name.encode())
8 file_len=client.recv(1024).decode()
9 client.send('接收数据长度成功'.encode())
10 get_len=0
11 f=open(file_name,'wb')
12 while get_len<float(file_len):
13 data=client.recv(1024)
14 get_len+=len(data)
15 f.write(data)
16 print('已经完成',get_len,'/',file_len)
17 print('文件传输完成')
18 f.close()
19 client.close()

二,socketserver用法

前面都是为最后面的装逼做铺垫的,没错的,下面即将进入的是我们今天的装逼操作了,socketserver。

当然这里我们也只是写简单的用法,其实用法跟socket用法是差不多的,所以只给了简单的使用方法

服务端(server)

 1 import socketserver
2 class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):
3 def handle(self):#里面是跟客户端交互的全过程
4 while True:
5 try:
6 data=self.request.recv(1024) #self.request相当于socket里面的conn
7 print('收到来自客户端%s的消息:%s' %(self.request,data.decode()))
8 self.request.send(data.upper())
9 except ConnectionResetError as e:
10 print('error:',e)
11 break
12 if __name__ == '__main__':
13 #创建一个服务,绑定ip跟端口
14 server=socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1',1314),MyServer)
15 server.serve_forever()#服务一直开启

客户端(client)

1 import socket
2 client=socket.socket()
3 client.connect(('127.0.0.1',1314))
4 while True:
5 data=input('>>>')
6 client.send(data.encode())
7 get_data=client.recv(124)
8 print(get_data.decode())
9 client.close()