网络编程socketserver

Posted 2021-01-06 st-st

一、网络编程回顾

tcp是流式传输，字节流，数据与数据之间没有边界

优点：不限定长度，可靠传输

缺点：慢，和一端的通信连接conn会一直占用通信资源

 

udp协议式面向数据包的传输

优点：快，由于不需要建立连接，哪一端发送消息都能收到

缺点：不能传输过长的数据，不可靠

 

黏包现象：

　　由于tcp协议流式传输的特点，产生了数据连续发送的黏包现象

　　在一个链接建立起来的连接上传输的多余数据是没有边界的

　　数据的发送和接收实际上不是执行send/recv的时候就立即被发送或者接收，而是经过操作系统内核。

　　NAGLE算法能够将发送间隔时间很近的短数据合成一个包发送到接收端

　　拆包机制：当要发送的数据超过网络上能传输的最大长度，就会被tcp协议强制拆包

 

解决黏包问题（连续两次send）：

如果是短数据，告诉接收端的边界即可

如果是长数据，不仅告诉接收端的边界，还需保证接收端完整地接收

 

二、其他方法及参数

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，会自动拆分发送
s.sendall() 发送TCP数据
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

其他参数：

socket.socket(family=AF_INET,type=SOCK_STREAM,proto=0,fileno=None)

type = SOCK_STREAM （默认TCP协议）

family = AF_INET （默认网络通信）

　　　   AF_INET6 （基于ipv6）

　　       AF_UNIX （基于本地通过文件通信）

fileno = None 指定了fileno，其他参数都无效，基于文件操作

 

三、验证客户端连接的合法性 —— 增强连接的安全性

实现原理：server端生成一个随机的字符串，发送到client端，通过处理随机字符串获得一个结果，接收到client端处理的结果，对比成功继续通信，否则就关闭连接

# server端
import socket
import hmac
import os

sk = socket.socket()
sk.bind((‘127.0.0.1‘,8899))
sk.listen()
#
conn,addr = sk.accept()
code = os.urandom(32)       # 生成32位bytes类型的随机字节码
conn.send(code)             # 给接收端发送验证码
key = b‘abc‘                # 定义bytes类型的盐
ret = hmac.new(key,code)    # 通过加密算法将随机字节码转为密文，接收的参数都是bytes类型
result = ret.digest()       # 通过digest获取结果

client_digest = conn.recv(1024)     # 获得client端加密后的结果
if result == client_digest:         # 对比结果是否一致
    print(‘合法的连接‘)
    conn.send(‘开始对话‘.encode(‘utf-8‘))
else:
    print(‘不合法的连接‘)
    conn.close()

# client客户端
import socket
import hmac

sk = socket.socket()
sk.connect_ex((‘127.0.0.1‘,8899))
code = sk.recv(32)
key = b‘abc‘
ret = hmac.new(key,code)
sk.send(ret.digest())

print(str(sk.recv(1024),‘utf-8‘))

 

四、socketserver模块

socket是socketserver的底层模块，socketserver在socket的基础上做了进一步的封装

基于tcp协议的server不需要导入socket，直接导入socketserver即可

socketserver必须使用面向对象编程

# server端
import socketserver
class Myserver(socketserver.BaseRequestHandler):
    def  handle(self):
        conn = self.request
        conn.send(b‘hello‘)
        print(str(conn.recv(1024),‘utf-8‘))

socketserver.TCPServer.allow_reuse_address = True   # # 设置allow_reuse_address允许服务器重用地址
server = socketserver.ThreadingTCPServer((‘127.0.0.1‘,9000),Myserver)   # 创建一个server的服务
server.serve_forever()  # 让server永远运行下去，除非强制停止程序

# client端
import socket
sk = socket.socket()

sk.connect_ex((‘127.0.0.1‘,9000))
print(str(sk.recv(1024),‘utf-8‘))
sk.send(‘goodbye‘.encode(‘utf-8‘))
sk.close()