day9

Posted 2020-08-03

Socket

武老师
http://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5040823.html

概述：
socket 通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。
socket 起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，对于文件用【打开】【读写】【关闭】模式来操作。socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，
一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）

socket 和 file 的区别：
• file 模块是针对某个指定文件进行【打开】【读写】【关闭】
• socket 模块是针对 服务器端 和 客户端Socket 进行【打开】【读写】【关闭】

以接收电话举例

 

打电话

socket_server.py
--------------------------------------------------------------------------------
import socket
ip_port=(‘127.0.0.1‘,9999)
#买手机
s=socket.socket()
#买手机卡
s.bind(ip_port)
#开机
s.listen(5)
#等待电话
conn,addr=s.accept()
#收消息
recv_data=conn.recv(1024)
print(‘--------------------‘,type(recv_data))
#发消息
send_data=recv_data.upper()
print(send_data)
conn.send(send_data)
#挂电话
conn.close()


socket_client.py
--------------------------------------------------------------------------------
import socket
ip_port=(‘127.0.0.1‘,9999)
#买手机
s=socket.socket()
#买手机卡
s.bind(ip_port)
#开机
s.listen(5)
#等待电话
conn,addr=s.accept()
#收消息
recv_data=conn.recv(1024)
print(‘--------------------‘,type(recv_data))
#发消息
send_data=recv_data.upper()
print(send_data)
conn.send(send_data)
#挂电话
conn.close()


执行输出结果

先执行socket_server.py
--------------------------------------------------------------------------------


在执行socket_client.py并输出结果
--------------------------------------------------------------------------------
>>: hello
HELLO


在socket_server.py端输出结果
--------------------------------------------------------------------------------
-------------------- <class ‘bytes‘>
b‘HELLO‘






单个连接的socket，只能发送一条消息

socket_server.py 服务器端
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
#定义服务器ip与端口
import socket
ip_port = (‘127.0.0.1‘,9999) #创建客户端连接ip与端口

#定义使用协议
s = socket.socket() #没有参数，默认使用tcp协议

#绑定ip与端口
s.bind(ip_port)

#允许客户端连接数
s.listen(1) #listen(允许客户端连接数)

#等待客户端请求
conn,addr = s.accept() #conn客户端与服务器通过它来通信，通过accept把请求交给conn

#接收，客户端消息
recv_data = conn.recv(1024) #客户端与服务器通过conn通信，recv接收消息，1024是允许最大的接收量

#向客户端，发消息
conn.send(recv_data) #通过接收过来的消息，在向客户端发消息

#关闭与客户端连接
conn.close()




socket_client.py 客户端
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
#定义服务器ip与端口
import socket
ip_port = (‘127.0.0.1‘,9999) #创建客户端连接ip与端口

#定义使用协议
s = socket.socket() #没有参数，默认使用tcp协议

#添加服务器的ip与端口
s.connect(ip_port)

#向服务器，发消息
send_data = input(‘>>: ‘).strip() #输入消息
s.send(bytes(send_data,encoding=‘utf-8‘)) #通过send发送消息，在python3.x中必须把输入信息转成字节，在进行传输

#从服务器，收消息
recv_data = s.recv(1024)
print(str(recv_data,encoding=‘utf-8‘))

#结束与服务器连接
s.close()


结果

先执行socket_server.py
---------------------------------------------

在执行socket_client.py
---------------------------------------------
>>: hello
hello




循环发送消息的socket

socket_server.py 服务器端
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
#定义服务器ip与端口
import socket
ip_port = (‘127.0.0.1‘,8888) #创建客户端连接ip与端口

#定义使用协议
s = socket.socket() #没有参数，默认使用tcp协议

#绑定ip与端口
s.bind(ip_port)

#允许客户端连接数
s.listen(2) #listen(允许客户端连接数)

#等待客户端请求
while True:
conn,addr = s.accept() #conn客户端与服务器通过它来通信，通过accept把请求交给conn

#接收，客户端消息
while True:
#导常处理
try:
recv_data = conn.recv(1024) #客户端与服务器通过conn通信，recv接收消息，1024是允许最大的接收量
if len(recv_data) == 0:break
print(recv_data)

#向客户端，发消息
conn.send(recv_data) #通过接收过来的消息，在向客户端发消息
except Exception:
break

#关闭与客户端连接
conn.close()



socket_client.py 客户端
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
#定义服务器ip与端口
import socket
ip_port = (‘127.0.0.1‘,8888) #创建客户端连接ip与端口

#定义使用协议
s = socket.socket() #没有参数，默认使用tcp协议

#添加服务器的ip与端口
s.connect(ip_port)

#向服务器，发消息
while True:
send_data = input(‘>>: ‘).strip() #输入消息
if send_data == ‘exit‘: break # 不想通信了，输入exit关闭通信
if len(send_data) == 0:continue #解决输入为空时无响应
s.send(bytes(send_data,encoding=‘utf-8‘)) #通过send发送消息，在python3.x中必须把输入信息转成字节，在进行传输

#从服务器，收消息
recv_data = s.recv(1024)
print(str(recv_data,encoding=‘utf-8‘))

#结束与服务器连接
s.close()


输出结果
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

a , 执行socket_server.py
-----------------------------------------------


b , 在执行socket_client.py
-----------------------------------------------
>>: hello
hello
>>:


c , 在执行一个socket_client.py
-----------------------------------------------
>>: hello #这里卡住了


暂停 b , c会自动执行，接收到消息
-----------------------------------------------
>>: hello
hello
>>:

模拟ssh，远程执行命令

socket_ssh_server.py 服务器端
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
import socket
import subprocess #导入执行命令模块
ip_port=(‘127.0.0.1‘,8888) #定义元祖
#买手机
s=socket.socket() #绑定协议，生成套接字
s.bind(ip_port) #绑定ip+协议+端口：用来唯一标识一个进程，ip_port必须是元组格式
s.listen(5) #定义最大可以挂起胡链接数
#等待电话
while True: #用来重复接收新的链接
conn,addr=s.accept() #接收客户端胡链接请求，返回conn（相当于一个特定胡链接），addr是客户端ip+port
#收消息
while True: #用来基于一个链接重复收发消息
try: #捕捉客户端异常关闭（ctrl+c）
recv_data=conn.recv(1024) #收消息，阻塞
if len(recv_data) == 0:break #客户端如果退出，服务端将收到空消息，退出

#发消息
p=subprocess.Popen(str(recv_data,encoding=‘utf8‘),shell=True,stdout=subprocess.PIPE) #执行系统命令，windows平
# 台命令的标准输出是gbk编码，需要转换
res=p.stdout.read() #获取标准输出
if len(res) == 0: #执行错误命令，标准输出为空，
send_data=‘cmd err‘
else:
send_data=str(res,encoding=‘gbk‘) #命令执行ok，字节gbk---->str---->字节utf-8

send_data=bytes(send_data,encoding=‘utf8‘)


#解决粘包问题
ready_tag=‘Ready|%s‘ %len(send_data)
conn.send(bytes(ready_tag,encoding=‘utf8‘)) #发送数据长度
feedback=conn.recv(1024) #接收确认信息
feedback=str(feedback,encoding=‘utf8‘)

if feedback.startswith(‘Start‘):
conn.send(send_data) #发送命令的执行结果
except Exception:
break
#挂电话
conn.close()

socket_ssh_client.py 客户端
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
import socket
ip_port=(‘127.0.0.1‘,8888)
#买手机
s=socket.socket()
#拨号
s.connect(ip_port) #链接服务端，如果服务已经存在一个好的连接，那么挂起

while True: #基于connect建立的连接来循环发送消息
send_data=input(">>: ").strip()
if send_data == ‘exit‘:break
if len(send_data) == 0:continue
s.send(bytes(send_data,encoding=‘utf8‘))

#解决粘包问题
ready_tag=s.recv(1024) #收取带数据长度的字节：Ready|9998
ready_tag=str(ready_tag,encoding=‘utf8‘)
if ready_tag.startswith(‘Ready‘):#Ready|9998
msg_size=int(ready_tag.split(‘|‘)[-1]) #获取待接收数据长度
start_tag=‘Start‘
s.send(bytes(start_tag,encoding=‘utf8‘)) #发送确认信息

#基于已经收到的待接收数据长度，循环接收数据
recv_size=0
recv_msg=b‘‘
while recv_size < msg_size:
recv_data=s.recv(1024)
recv_msg+=recv_data
recv_size+=len(recv_data)
print(‘MSG SIZE %s RECE SIZE %s‘ %(msg_size,recv_size))

print(str(recv_msg,encoding=‘utf8‘))
#挂电话
s.close()







输入输出，多线程，高并发

socket_server.py 服务器端
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
import socketserver

class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):
def handle(self):
self.request.sendall(bytes(‘欢迎致电 10086，请输入1xxx,0转人工服务.‘,encoding="utf-8"))
#实现高并发，多线程
while True:
data = self.request.recv(1024)
if len(data) == 0:break #解决死循环
print("[%s] says:%s" % (self.client_address,data.decode())) #输出客户端ip/端口/客户端输入内容
self.request.sendall(data.upper()) #把客户端发过来的消息转为大写，在发回给客户端

if __name__ == ‘__main__‘:
server = socketserver.ThreadingTCPServer((‘127.0.0.1‘,8008),MyServer)
server.serve_forever()


socket_client.py 客户端
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
#定义服务器ip与端口
import socket
ip_port = (‘127.0.0.1‘,8008) #连接服务器ip与端口

#定义使用协议
s = socket.socket() #没有参数，默认使用tcp协议

#添加服务器的ip与端口
s.connect(ip_port)

#收服务器消息
welcome_msg = s.recv(1024)
print(‘from server:‘,welcome_msg.decode())

#向服务器，发消息
while True:
send_data = input(‘>>: ‘).strip() #输入消息
if len(send_data) == 0:continue #解决输入为空时无响应
s.send(bytes(send_data,encoding=‘utf-8‘)) #通过send发送消息，在python3.x中必须把输入信息转成字节，在进行传输

#从服务器，收消息
recv_data = s.recv(1024)
print(str(recv_data,encoding=‘utf-8‘))

#结束与服务器连接
s.close()






ssh，多线程，高并发

ssh_server.py linux服务器端
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
import socketserver
import subprocess

class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):
def handle(self):
self.request.sendall(bytes(‘欢迎致电 10086，请输入1xxx,0转人工服务.‘,encoding="utf-8"))
#实现高并发，多线程
while True:
data = self.request.recv(1024) #接收客户端消息
if len(data) == 0:break #解决死循环
print("[%s] says:%s" % (self.client_address,data.decode())) #输出客户端ip/端口/客>户端输入内容
#self.request.sendall(data.upper()) #把客户端发过来的消息转为大写，在发回给客>户端
cmd = subprocess.Popen(data.decode(),shell=True,stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE) #接收输入命令
cmd_res = cmd.stdout.read() #读取命令执行后的输出内容
if not cmd_res:
cmd_res = cmd.stderr.read() #如果输入不存在命令，输出错误
if len(cmd_res) == 0: #没有输出内容的命令
cmd_res = bytes(‘这是一个没有输出内容的命令:‘,encoding=‘utf-8‘) #把字符串转为字节，因为这是python3的新特性，必顶这样做
self.request.send(cmd_res) #发出消息

if __name__ == ‘__main__‘:
server = socketserver.ThreadingTCPServer((‘0.0.0.0‘,8006),MyServer)
server.serve_forever()


ssh_client.py windows客户端
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
#定义服务器ip与端口
import socket
ip_port = (‘192.168.45.129‘,8006) #连接服务器ip与端口

#定义使用协议
s = socket.socket() #没有参数，默认使用tcp协议

#添加服务器的ip与端口
s.connect(ip_port)

#收服务器消息
welcome_msg = s.recv(1024)
print(‘from server:‘,welcome_msg.decode())

#向服务器，发消息
while True:
send_data = input(‘>>: ‘).strip() #输入消息
if len(send_data) == 0:continue #解决输入为空时无响应
s.send(bytes(send_data,encoding=‘utf-8‘)) #通过send发送消息，在python3.x中必须把输入信息转成字节，在进行传输

#从服务器，收消息
recv_data = s.recv(1024)
print(str(recv_data,encoding=‘utf-8‘))

#结束与服务器连接
s.close()





FTP 程序

ftp_server.py linux服务器端
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
import socketserver,json #python3.x的socketserver全小写
class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler): #默认函数与参数
def handle(self): #socketserver默认的构造方法，所以不能改
self.request.sendall(bytes(‘欢迎使用【wml】FTP‘,encoding="utf-8")) #输出的程序标头

#循环收发消息
while True:
data = self.request.recv(1024) #接收命令信息，并限制允许最多可以接收的数量为1024
if len(data) == 0:break #解决粘包
print("data",data) #输出接收到的命令
print("[%s] says:%s" % (self.client_address,data.decode())) #输出客户端ip/命令信息
task_data = json.loads(data.decode()) #将接收到的命令信息，反序列化为python识别的类型
task_action = task_data.get("action") #只获取到命令名，不包括参数
if hasattr(self, "task_%s" %task_action): #检查task_action获取到的命令是否存在
func = getattr(self,"task_%s" %task_action) #如果上面命令存在，则获取此命令
func(task_data) #执行上面所获取到的命令
else:
print("task action is not supported",task_action)

def task_put(self,*args,**kwargs): #接收文件名，文件大小，命令名
#循环执行命令
while True:
print("---put：",args,kwargs) #打印文件名，文件大小，命令名信息
filename = args[0].get(‘filename‘) #获取文件名
filesize = args[0].get(‘file_size‘) #获取文件大小
server_response = {"status":200} #设置执行成功的输出结果为200
self.request.send(bytes( json.dumps(server_response),encoding=‘utf-8‘)) #向客户端发出执行成功的消息
f = open(filename,‘wb‘) #打开文件
recv_size = 0 #设置文件大小的初始值为0
while recv_size < filesize:
data = self.request.recv(4096) #接收客户端消息，并限制允许最多可以接收的数量为1024
f.write(data) #把接收到的文件，写入到服务器本地
recv_size += len(data) #文件大小从0自动递增，主要为下面输出设的置
print(‘filesize: %s recvsize:%s‘ % (filesize,recv_size)) #输出文件大小，并输出已写入到本地多少
print("file recv success") #文件上传完成则输出此信息
f.close() #关闭open打开的文件

if __name__ == ‘__main__‘:
server = socketserver.ThreadingTCPServer((‘0.0.0.0‘,8009),MyServer)
server.serve_forever()


ftp_client.py windows客户端
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
import socket,os,json

ip_port=(‘192.168.45.129‘,8009) #绑定服务器ip/端口
s=socket.socket() #建立通信协议
s.connect(ip_port) #连接服务器ip/端口
welcome_msg = s.recv(1024) #发消息给服务器
print("from server:",welcome_msg.decode()) #打印发出的消息

#循环接发消息
while True:
send_data=input(">>: ").strip() #输入发消息内容

if len(send_data) == 0:continue #解决粘包
cmd_list = send_data.split() #向服务器发出命令，以空格分格

if len(cmd_list) <2:continue #限定发出的命令长度不能小于2，如果不小于2，则继续
task_type = cmd_list[0] #取发出命令的第一个位置

if task_type == ‘put‘: #如果发出的命令是put，则向下执行
abs_filepath = cmd_list[1] #取put命令后面的文件位置

if os.path.isfile(abs_filepath): #如果文件存在，则向下执行
file_size = os.stat(abs_filepath).st_size #统计文件的大小
filename = abs_filepath.split("\\\\")[-1] #取出文件名
print(‘file:%s size:%s‘ %(abs_filepath,file_size)) #输出文件绝对路径、文件大小
msg_data = {"action":"put","filename":filename,"file_size":file_size} #取出命令名，文件名，文件大小
s.send(bytes(json.dumps(msg_data),encoding="utf-8")) #向服务器发消息，并把基本的数据类型序列化为字符串
server_confirmation_msg = s.recv(1024) #收服务器消息
confirm_data = json.loads(server_confirmation_msg.decode()) #在反序列化服务器发过来的消息为基本数据类型

if confirm_data[‘status‘] == 200: #判断put是否执行成功，如果执行成功的状态为200，则向下执行
print("start sending file ",filename) #输出上传到服务器的文件名
f = open(abs_filepath,‘rb‘) #以二进制方式读取要上传的文件
for line in f: #逐行读取
s.send(line) #读一行，向服务器发一行消息
print("send file done ") #输出读取完毕

else: #如果文件不存在，则执行下面内容
print("\\033[31;1mfile [%s] is not exist\\033[0m" % abs_filepath) #输出文件不存在
continue #返回起始命令行

elif task_type != ‘put‘: #如果第一个位置参数不是put，则向下执行
print("输入的不是 put 命令，而是 %s ,请重新输入：" %task_type)
continue

#收服务器消息
recv_data=s.recv(1024)
print(str(recv_data,encoding=‘utf8‘))

#关闭与服务器通信
s.close()

 

 

更多功能
sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

参数一：地址簇
　　socket.AF_INET IPv4（默认）
　　socket.AF_INET6 IPv6
　　socket.AF_UNIX 只能够用于单一的Unix系统进程间通信

参数二：类型
　　socket.SOCK_STREAM：流式socket , for TCP （默认）
　　socket.SOCK_DGRAM：数据报式socket , for UDP
　　socket.SOCK_RAW：原始套接字，普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文，而SOCK_RAW可以；其次，SOCK_RAW也可以处理特殊的IPv4报文；此外，利用原始套接字，
可以通过IP_HDRINCL套接字选项由用户构造IP头。
　　socket.SOCK_RDM：是一种可靠的UDP形式，即保证交付数据报但不保证顺序。SOCK_RAM用来提供对原始协议的低级访问，在需要执行某些特殊操作时使用，如发送ICMP报文。
SOCK_RAM通常仅限于高级用户或管理员运行的程序使用。
　　socket.SOCK_SEQPACKET：可靠的连续数据包服务

参数三：协议
　　0：（默认）与特定的地址家族相关的协议,如果是 0 ，则系统就会根据地址格式和套接类别,自动选择一个合适的协议



UDP Demo（udp的例子，python2.x）

udp_client.py
------------------------------------------------------------------------------------------
import socket
ip_port = (‘127.0.0.1‘,9999)
sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM,0)
sk.bind(ip_port)

while True:
data = sk.recv(1024)
print data



udp_server.py
------------------------------------------------------------------------------------------
import socket
ip_port = (‘127.0.0.1‘,9999)

sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM,0)
while True:
inp = raw_input(‘数据：‘).strip()
if inp == ‘exit‘:
break
sk.sendto(inp,ip_port)

sk.close()



sk.bind(address)
　　s.bind(address) 将套接字绑定到地址。address地址的格式取决于地址族。在AF_INET下，以元组（host,port）的形式表示地址。
sk.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。
      backlog等于5，表示内核已经接到了连接请求，但服务器还没有调用accept进行处理的连接个数最大为5
      这个值不能无限大，因为要在内核中维护连接队列
sk.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。
sk.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。
　　接收TCP 客户的连接（阻塞式）等待连接的到来
sk.connect(address)
　　连接到address处的套接字。一般，address的格式为元组（hostname,port）,如果连接出错，返回socket.error错误。
sk.connect_ex(address)
　　同上，只不过会有返回值，连接成功时返回 0 ，连接失败时候返回编码，例如：10061
sk.close()
　　关闭套接字
sk.recv(bufsize[,flag])
　　接受套接字的数据。数据以字符串形式返回，bufsize指定最多可以接收的数量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。
sk.recvfrom(bufsize[.flag])
　　与recv()类似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收数据的字符串，address是发送数据的套接字地址。
sk.send(string[,flag])
　　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。
sk.sendall(string[,flag])
　　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。
sk.sendto(string[,flag],address)
　　将数据发送到套接字，address是形式为（ipaddr，port）的元组，指定远程地址。返回值是发送的字节数。该函数主要用于UDP协议。
sk.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 ）
sk.getpeername()
　　返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。
sk.getsockname()
　　返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)
sk.fileno()
　　套接字的文件描述符