python学习_day30_基于tcp协议的粘包现象

Posted 2020-10-08

1、基于远程执行命令的程序

　　需用到subprocess模块

服务端：

#1、执行客户端发送的指令
import socket
import subprocess
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.bind((‘127.0.0.1‘,8090))
phone.listen(5)
while True:
    conn,addr=phone.accept()
    print(‘IP:%s PORT:%s‘ %(addr[0],addr[1]))
    while True:
        try:
            cmd=conn.recv(1024)
            if not cmd:break
            #执行命令
            obj=subprocess.Popen(cmd.decode(‘utf-8‘),shell=True,
                                 stdout=subprocess.PIPE,
                                 stderr=subprocess.PIPE
                                 )
            stdout=obj.stdout.read()
            stderr=obj.stderr.read()
            conn.send(stdout+stderr)
        except Exception:
            break
    conn.close()
phone.close()

客户端：

import socket
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.connect((‘127.0.0.1‘,8090))
while True:
    cmd=input(‘>>>‘).strip()
    if not cmd:continue
    phone.send(cmd.encode(‘utf-8‘))
    res=phone.recv(1024)
    print(res.decode(‘gbk‘))
phone.close()

注意注意注意：

res=subprocess.Popen(cmd.decode(‘utf-8‘),
shell=True,
stderr=subprocess.PIPE,
stdout=subprocess.PIPE)

的结果的编码是以当前所在的系统为准的，如果是windows，那么res.stdout.read()读出的就是GBK编码的，在接收端需要用GBK解码，且只能从管道里读一次结果。

2、粘包现象

　　只有TCP有粘包现象，TCP协议是面向流的协议，这也是容易出现粘包问题的原因。例如基于tcp的套接字客户端往服务端上传文件，发送时文件内容是按照一段一段的字节流发送的，在接收方看了，根本不知道该文件的字节流从何处开始，在何处结束。所谓粘包问题主要还是因为接收方不知道消息之间的界限，不知道一次性提取多少字节的数据所造成的。

　　此外，发送方引起的粘包是由TCP协议本身造成的，TCP为提高传输效率，发送方往往要收集到足够多的数据后才发送一个TCP段。若连续几次需要send的数据都很少，通常TCP会根据优化算法把这些数据合成一个TCP段后一次发送出去，这样接收方就收到了粘包数据。

两种情况下会发生粘包。

　　发送端需要等缓冲区满才发送出去，造成粘包（发送数据时间间隔很短，数据了很小，会合到一起，产生粘包）

　　接收方不及时接收缓冲区的包，造成多个包接收（客户端发送了一段数据，服务端只收了一小部分，服务端下次再收的时候还是从缓冲区拿上次遗留的数据，产生粘包） 

解决办法1：

服务端：

import socket
import subprocess
import struct
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.bind((‘127.0.0.1‘,8090))
phone.listen(5)
print(‘starting...‘)
while True:
    conn,addr=phone.accept()
    print(‘IP:%s,PORT:%s‘%(addr[0],addr[1]))
    while True:
        try:
            cmd=conn.recv(1024)
            #执行命令cmd
            obj=subprocess.Popen(cmd.decode(‘utf-8‘),shell=True,
                                 stdout=subprocess.PIPE,
                                 stderr=subprocess.PIPE)
            stdout=obj.stdout.read()
            stderr=obj.stderr.read()
            #发送真实数据的描述信息：长度
            header=struct.pack(‘i‘,len(stdout)+len(stderr))  #i模式为针对整数型数据，下输出的结果为4
            conn.send(header)
           # 发送真实数据
            conn.send(stdout)
            conn.send(stderr)
        except Exception:
            break
    conn.close()
phone.close()

客户端：

import socket
import struct
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.connect((‘127.0.0.1‘,8090))
while True:
    cmd=input(‘>>>‘).strip()
    phone.send(cmd.encode(‘utf-8‘))
    header=phone.recv(4) #指定接收4个字节
    total_size=struct.unpack(‘i‘,header)[0]#对接收的4个字节数据进行解包得到待接收数据大小的元组：（数据大小,）
    #循环接收数据
    total_data=b‘‘
    recv_size=0
    while recv_size<total_size:
        recv_data=phone.recv(1024)
        total_data+=recv_data
        recv_size+=len(recv_data)
    print(total_data.decode(‘gbk‘))
phone.close()

　　由于模块struct的pack方法中使用的i类型存在整数无限大时会出现报错的弊端，故提出如下解决方案：

解决办法2：

服务端：

import socket
import subprocess
import struct
import json

phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.bind((‘127.0.0.1‘,8090))
phone.listen(5)
print(‘starting...‘)
while True:
    conn,addr=phone.accept()
    print(‘IP:%s,PORT:%s‘%(addr[0],addr[1]))
    while True:
        try:
            cmd=conn.recv(1024)
            if not cmd:break
            obj=subprocess.Popen(cmd.decode(‘utf-8‘),shell=True,
                                 stdout=subprocess.PIPE,
                                 stderr=subprocess.PIPE)
            stdout=obj.stdout.read()
            stderr=obj.stderr.read()
            #制作报头
            header_dic={‘filename‘: ‘a.txt‘,
                          ‘total_size‘: len(stdout)+len(stderr),
                          ‘md5‘: ‘asdfa123xvc123‘}
            header_json=json.dumps(header_dic)
            header_bytes=header_json.encode(‘utf-8‘)
            #发送报头长度
            conn.send(struct.pack(‘i‘,len(header_bytes)))
            #发送报头
            conn.send(header_bytes)
            #发送数据
            conn.send(stdout)
            conn.send(stderr)
        except Exception:
            break
    conn.close()
phone.close()

客户端：

import socket
import struct
import json
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.connect((‘127.0.0.1‘,8090))
while True:
    cmd=input(‘>>>‘).strip()
    if not cmd:continue
    phone.send(cmd.encode(‘utf-8‘))
    # 接收报头内容长度
    obj=phone.recv(4)
    header_size=struct.unpack(‘i‘,obj)[0]
    #接收报头字典
    header_bytes=phone.recv(header_size)
    header_json=header_bytes.decode(‘utf-8‘)
    header_dic=json.loads(header_json)
    total_size=header_dic[‘total_size‘]

    total_data=b‘‘
    recv_size=0
    while recv_size<total_size:
        recv_data=phone.recv(1024)
        total_data+=recv_data
        recv_size+=len(recv_data)
    print(total_data.decode(‘gbk‘))
phone.close()