pythonsocket编程2

Posted 2020-09-17

1 套接字发展史及发展

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)

网络类型分为TCP和UDP两种

2 套接字工作流程(tcp)

TCP 传输控制协议

Tcp是可靠传输，发送包在对方返回收到信息后删除包

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

模拟练习：
#服务器
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)#SOCK_STREAM是TCP协议
phone.bind(("127.0.0.1",8080))#绑定手机卡  绑定（主机，端口号）到套接字
phone.listen(5)#listen的功能：建立连接  开机   开始TCP监听
while True:#连接循环
    conn,addr=phone.accept()#等待电话连接  被动接受TCP客户的链接
    print("电话线路是",conn)
    print("客户端的手机号是",addr)
    # conn.recv(1024)收消息
    while True:
        try:
            data=conn.recv(1024)#接收TCP数据，1024是最大限额或者8192
            print("客户端发来的消息是",data)
            conn.send(data.upper())#发送TCP数据
        except Exception:
            break
    conn.close()

phone.close()


#客户端
import socket
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)#买手机
phone.connect(("127.0.0.1",8080))#主动初始化TCP服务器连接
while True:#通信循环
    msg=input(">>")
    if not msg:continue#输入信息不能为空
    phone.send(msg.encode("utf8"))#发送TCP数据
    data=phone.recv(1024)
    print(data)
phone.close()#关闭套接字

　　

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客户的链接，（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，数据不会丢失，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

可能遇到的问题

这个由于服务端仍然在四次挥手的time_wait状态在占用地址

解决方案：
加入一条socket配置，重用ip和端口
phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它，在bind前加
phone.bind((‘127.0.0.1‘,8080))

发现系统存在大量TIME_WAIT状态的连接，通过调整linux内核参数解决，
vi /etc/sysctl.conf
编辑文件，加入以下内容：
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
然后执行 /sbin/sysctl -p 让参数生效。
 
net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时，启用cookies来处理，可防范少量SYN攻击，默认为0，表示关闭；
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接，默认为0，表示关闭；
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收，默认为0，表示关闭。
net.ipv4.tcp_fin_timeout 修改系統默认的 TIMEOUT 时间