So verwenden Sie Pythons Socket und Socketserver

1. Socket-Programmierung basierend auf dem TCP-Protokoll

1. Socket-Workflow

Beginnen wir mit der Serverseite. Der Server initialisiert zuerst den Socket, bindet dann an den Port, lauscht auf den Port, ruft „Accept“ zum „Blockieren“ auf und wartet darauf, dass der Client eine Verbindung herstellt. Wenn zu diesem Zeitpunkt ein Client einen Socket initialisiert und dann eine Verbindung zum Server herstellt (verbinden), wird bei erfolgreicher Verbindung die Verbindung zwischen dem Client und dem Server hergestellt. Der Client sendet eine Datenanforderung, der Server empfängt die Anforderung und verarbeitet sie, sendet dann die Antwortdaten an den Client, der Client liest die Daten und schließt schließlich die Verbindung. Verwenden Sie zur Implementierung den folgenden Python-Code.

import socket
# socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填，默认值为 0
socket.socket(socket_family, socket_type, protocal=0)
# 获取tcp/ip套接字
tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 获取udp/ip套接字
udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

1. Server-Socket-Funktion

• s.bind(): Binden (Host, Portnummer) an den Socket

• s.listen(): TCP-Überwachung starten

• s.accept() : Passiv Akzeptieren Sie die Verbindung vom TCP-Client und warten Sie (blockierend) auf das Eintreffen der Verbindung. 2. Client-Socket-Funktion

s.connect(): Initialisiert die TCP-Serververbindung aktiv. connect_ex(): Eine erweiterte Version der connect()-Funktion, die einen Fehlercode zurückgibt, wenn ein Fehler auftritt, anstatt eine Ausnahme auszulösen

• 3. Socket-Funktion für öffentliche Zwecke

• s.recv(): TCP empfangen Daten

s.send(): TCP-Daten senden (wenn die zu sendende Datenmenge größer ist als der verbleibende Platz im eigenen Puffer, gehen die Daten verloren und werden nicht vollständig gesendet)

• s.sendall(): Vollständige TCP-Daten senden (im Wesentlichen) Es handelt sich um einen Aufruf von send in einer Schleife. Wenn die zu sendende Datenmenge größer ist als der verbleibende Speicherplatz im eigenen Puffer, gehen die Daten nicht verloren. Send wird aufgerufen in einer Schleife, bis sie gesendet wird.)

• s.recvfrom(): UDP-Daten empfangen

• s. sendto(): UDP-Daten senden

• s.getpeername(): Die Adresse der Fernbedienung Ende mit dem aktuellen Socket verbunden

• s.getsockname(): Die Adresse des aktuellen Sockets

• s. getsockopt(): Gibt die Parameter des angegebenen Sockets zurück

• s.setsockopt(): Setzt die Parameter des angegebenen Sockets

• s.close(): Schließt den Socket

• 4. Sperrorientierte Socket-Methode

• s.setblocking(): Legt den blockierenden und nicht blockierenden Modus des fest socket

s.settimeout(): Legen Sie das Timeout für das Blockieren von Socket-Operationen fest

• s

  s.fileno(): Der Dateideskriptor des Sockets

• s. makefile(): Erstellen Sie eine Datei, die sich auf den Socket bezieht

• 2. Socket-Programmierung basierend auf dem TCP-Protokoll

Sie können den Socket-Status überprüfen durch netstat -an |. findstr 8080

1. Wenn Sie es nicht verstehen, studieren Sie bitte ausführlich 1. TCP-Drei-Wege-Handshake, Vier-Wege-Wave-Angriff 2. Syn-Flood-Angriff 3. Optimierungsmethode für eine große Anzahl von time_wait-Zuständen, wenn die Server-Parallelität hoch ist)

• 1 1: Fügen Sie eine Socket-Konfiguration hinzu und verwenden Sie IP und Port erneut des Befehls.
  Server:

import socket
# 1、买手机
phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # tcp称为流式协议,udp称为数据报协议SOCK_DGRAM
# print(phone)
# 2、插入/绑定手机卡
# phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
phone.bind(('127.0.0.1', 8080))
# 3、开机
phone.listen(5) # 半连接池，限制的是请求数
# 4、等待电话连接
print('start....')
while True: # 连接循环
conn, client_addr = phone.accept() # （三次握手建立的双向连接，（客户端的ip，端口））
# print(conn)
print('已经有一个连接建立成功', client_addr)
# 5、通信：收\发消息
while True: # 通信循环
try:
print('服务端正在收数据...')
data = conn.recv(1024) # 最大接收的字节数，没有数据会在原地一直等待收，即发送者发送的数据量必须>0bytes
# print('===>')
if len(data) == 0: break # 在客户端单方面断开连接，服务端才会出现收空数据的情况
print('来自客户端的数据', data)
conn.send(data.upper())
except ConnectionResetError:
break
# 6、挂掉电话连接
 conn.close()
# 7、关机
phone.close()
# start....
# 已经有一个连接建立成功 ('127.0.0.1', 4065)
# 服务端正在收数据...
# 来自客户端的数据 b'\xad'
# 服务端正在收数据...

• Client

  import socket
  # 1、买手机
  phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
  # print(phone)
  # 2、拨电话
  phone.connect(('127.0.0.1', 8080)) # 指定服务端ip和端口
  # 3、通信：发\收消息
  while True: # 通信循环
  msg = input('>>: ').strip() # msg=''
  if len(msg) == 0: continue
  phone.send(msg.encode('utf-8'))
  # print('has send----->')
  data = phone.recv(1024)
  # print('has recv----->')
  print(data)
  # 4、关闭
  phone.close()
  # >>: 啊
  # b'a'
  # >>: 啊啊
  # b'\xb0\xa1\xb0\xa1'
  # >>:

  Geben Sie den Befehl dir ein. Da der Server weniger als 1024 Bytes sendet, kann der Client ihn akzeptieren.

Geben Sie den Befehl tasklist ein. Da der Server mehr Bytes als 1024 Bytes sendet, akzeptiert der Client nur einen Teil der Daten, und wenn Sie den Befehl dir erneut eingeben, wird der client Das Ende empfängt das Ergebnis des Befehls dir, druckt jedoch die verbleibenden, nicht gesendeten Daten vom letzten Mal aus. Dies ist ein hartnäckiges Problem.

netstat -an | findstr 8080查看套接字状态

1、 服务端

# 

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))

2、 客户端

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

3、地址占用问题

这个是由于你的服务端仍然存在四次挥手的time_wait状态在占用地址（如果不懂，请深入研究1.tcp三次握手，四次挥手 2.syn洪水攻击 3.服务器高并发情况下会有大量的time_wait状态的优化方法）

1、 方法一：加入一条socket配置，重用ip和端口

from socket import *
import subprocess
server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
server.bind(('127.0.0.1', 8000))
server.listen(5)
print('start...')
while True:
conn, client_addr = server.accept()
while True:
print('from client:', client_addr)
cmd = conn.recv(1024)
if len(cmd) == 0: break
print('cmd:', cmd)
obj = subprocess.Popen(cmd.decode('utf8'), # 输入的cmd命令
shell=True, # 通过shell运行
stderr=subprocess.PIPE, # 把错误输出放入管道，以便打印
stdout=subprocess.PIPE) # 把正确输出放入管道，以便打印

stdout = obj.stdout.read() # 打印正确输出
stderr = obj.stderr.read() # 打印错误输出

conn.send(stdout)
conn.send(stderr)
conn.close()
server.close()

2、 方法二：通过调整linux内核参数

import socket
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client.connect(('127.0.0.1', 8000))
while True:
data = input('please enter your data')
client.send(data.encode('utf8'))
data = client.recv(1024)
print('from server:', data)
client.close()

4、模拟ssh远程执行命令

服务端通过subprocess执行该命令,然后返回命令的结果。

服务端：

# _*_coding:utf-8_*_
from socket import *
ip_port = ('127.0.0.1', 8080)
TCP_socket_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
TCP_socket_server.bind(ip_port)
TCP_socket_server.listen(5)
conn, addr = TCP_socket_server.accept()

data1 = conn.recv(10)
data2 = conn.recv(10)
print('----->', data1.decode('utf-8'))
print('----->', data2.decode('utf-8'))
conn.close()

客户端

# _*_coding:utf-8_*_
import socket
BUFSIZE = 1024
ip_port = ('127.0.0.1', 8080)
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
res = s.connect_ex(ip_port)
s.send('hello'.encode('utf-8'))
s.send('world'.encode('utf-8'))

# 服务端一起收到b'helloworld'

输入dir命令，由于服务端发送字节少于1024字节，客户端可以接受。

输入tasklist命令，由于服务端发送字节多于1024字节，客户端只接受部分数据，并且当你再次输入dir命令的时候，客户端会接收dir

5. Sticky-Pakete

1 Der Absender muss warten, bis der Puffer voll ist, bevor er versendet wird, was zu Sticky-Paketen führt. Das Zeitintervall zwischen dem Senden von Daten ist sehr kurz und die Datenmenge ist sehr groß klein. Sie laufen zusammen, was zu klebrigen Paketen führt.

Server

# _*_coding:utf-8_*_
from socket import *
ip_port = ('127.0.0.1', 8080)
TCP_socket_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
TCP_socket_server.bind(ip_port)
TCP_socket_server.listen(5)
conn, addr = TCP_socket_server.accept()
data1 = conn.recv(2) # 一次没有收完整
data2 = conn.recv(10) # 下次收的时候,会先取旧的数据,然后取新的
print('----->', data1.decode('utf-8'))
print('----->', data2.decode('utf-8'))
conn.close()

Client

# _*_coding:utf-8_*_
import socket
BUFSIZE = 1024
ip_port = ('127.0.0.1', 8080)
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
res = s.connect_ex(ip_port)
s.send('hello feng'.encode('utf-8'))

2. Der Empfänger hat die Pakete im Puffer nicht rechtzeitig empfangen, wodurch mehrere Pakete empfangen wurden

Der Client hat ein Datenstück gesendet, aber der Server hat nur einen kleinen Teil empfangen. Der Server lädt beim erneuten Sammeln die vom letzten Mal übriggebliebenen Daten weiterhin aus dem Puffer, was zu Sticky-Paketen führt.

Server

import socket, subprocess
server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server.bind(('127.0.0.1', 8000))
server.listen(5)
while True:
conn, addr = server.accept()
print('start...')
while True:
cmd = conn.recv(1024)
print('cmd:', cmd)
obj = subprocess.Popen(cmd.decode('utf8'),
shell=True,
stderr=subprocess.PIPE,
stdout=subprocess.PIPE)
stdout = obj.stdout.read()
if stdout:
ret = stdout
else:
stderr = obj.stderr.read()
ret = stderr
ret_len = len(ret)
 conn.send(str(ret_len).encode('utf8'))
data = conn.recv(1024).decode('utf8')
if data == 'recv_ready':
conn.sendall(ret)
conn.close()
server.close()

Client

import socket
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client.connect(('127.0.0.1', 8000))
while True:
msg = input('please enter your cmd you want>>>').strip()
if len(msg) == 0: continue
client.send(msg.encode('utf8'))
length = int(client.recv(1024))
client.send('recv_ready'.encode('utf8'))
send_size = 0
recv_size = 0
data = b''
while recv_size < length:
data = client.recv(1024)
recv_size += len(data)
print(data.decode(&#39;utf8&#39;))

6. Lösen Sie das Sticky-Problem Das sendende Ende überträgt die Länge des Bytestroms. Der Weg zur Lösung von Sticky-Paketen besteht also darin, sich darauf zu konzentrieren, wie der Absender vor dem Senden von Daten die Gesamtgröße des zu sendenden Bytestroms mitteilen kann. Anschließend erstellt der Empfänger ein Unendliches Schleife, um alle Daten zu empfangen.

Warum es niedrig ist: Das Programm läuft viel schneller als die Netzwerkübertragungsgeschwindigkeit. Verwenden Sie daher vor dem Senden eines Byte-Segments „Senden“, um die Länge des Byte-Streams zu senden. Diese Methode verstärkt den durch Netzwerkverzögerungen verursachten Leistungsverlust.

Server:

import struct
import json
# 'i'是格式
try:
obj = struct.pack('i', 1222222222223)
except Exception as e:
print(e)
obj = struct.pack('i', 1222)
print(obj, len(obj))
# &#39;i&#39; format requires -2147483648 <= number <= 2147483647
# b&#39;\xc6\x04\x00\x00&#39; 4

res = struct.unpack(&#39;i&#39;, obj)
print(res[0])
# 1222

Client:

import socket
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client.connect(('127.0.0.1', 8000))
while True:
msg = input('please enter your cmd you want>>>').strip()
if len(msg) == 0: continue
client.send(msg.encode('utf8'))
length = int(client.recv(1024))
client.send('recv_ready'.encode('utf8'))
send_size = 0
recv_size = 0
data = b''
while recv_size < length:
data = client.recv(1024)
recv_size += len(data)
print(data.decode(&#39;utf8&#39;))

2、自定义固定长度报头（struct模块）

struct模块解析

import struct
import json
# 'i'是格式
try:
obj = struct.pack('i', 1222222222223)
except Exception as e:
print(e)
obj = struct.pack('i', 1222)
print(obj, len(obj))
# &#39;i&#39; format requires -2147483648 <= number <= 2147483647
# b&#39;\xc6\x04\x00\x00&#39; 4

res = struct.unpack(&#39;i&#39;, obj)
print(res[0])
# 1222

解决粘包问题的核心就是：为字节流加上自定义固定长度报头，报头中包含字节流长度，然后一次send到对端，对端在接收时，先从缓存中取出定长的报头，然后再取真实数据。

1、 使用struct模块创建报头：

import json
import struct
header_dic = {
'filename': 'a.txt',
'total_size':111111111111111111111111111111111222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222223131232,
'hash': 'asdf123123x123213x'
}
header_json = json.dumps(header_dic)
header_bytes = header_json.encode('utf-8')
print(len(header_bytes))# 223
# 'i'是格式
obj = struct.pack('i', len(header_bytes))
print(obj, len(obj))
# b'\xdf\x00\x00\x00' 4

res = struct.unpack('i', obj)
print(res[0])
# 223

2、服务端：

from socket import *
import subprocess
import struct
import json
server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
server.bind(('127.0.0.1', 8000))
server.listen(5)
print('start...')
while True:
conn, client_addr = server.accept()
print(conn, client_addr)
while True:
cmd = conn.recv(1024)
obj = subprocess.Popen(cmd.decode('utf8'),
shell=True,
stderr=subprocess.PIPE,
stdout=subprocess.PIPE)
stderr = obj.stderr.read()
stdout = obj.stdout.read()
# 制作报头
header_dict = {
'filename': 'a.txt',
'total_size': len(stdout) + len(stderr),
'hash': 'xasf123213123'
}
header_json = json.dumps(header_dict)
header_bytes = header_json.encode('utf8')
# 1. 先把报头的长度len(header_bytes)打包成4个bytes，然后发送
conn.send(struct.pack('i', len(header_bytes)))
# 2. 发送报头
 conn.send(header_bytes)
# 3. 发送真实的数据
 conn.send(stdout)
conn.send(stderr)
conn.close()
server.close()

3、 客户端：

from socket import *
import json
import struct
client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
client.connect(('127.0.0.1', 8000))
while True:
cmd = input('please enter your cmd you want>>>')
if len(cmd) == 0: continue
client.send(cmd.encode('utf8'))
# 1. 先收4个字节，这4个字节中包含报头的长度
header_len = struct.unpack('i', client.recv(4))[0]
# 2. 再接收报头
header_bytes = client.recv(header_len)
# 3. 从包头中解析出想要的东西
header_json = header_bytes.decode('utf8')
header_dict = json.loads(header_json)
total_size = header_dict['total_size']
# 4. 再收真实的数据
recv_size = 0
res = b''
while recv_size < total_size:
data = client.recv(1024)
res += data
recv_size += len(data)
print(res.decode(&#39;utf8&#39;))
client.close()

二、基于UDP协议的socket套接字编程

• UDP是无链接的，先启动哪一端都不会报错，并且可以同时多个客户端去跟服务端通信

• UDP协议是数据报协议，发空的时候也会自带报头，因此客户端输入空，服务端也能收到。

• UPD协议一般不用于传输大数据。

• UPD套接字无粘包问题，但是不能替代TCP套接字，因为UPD协议有一个缺陷：如果数据发送的途中，数据丢失，则数据就丢失了，而TCP协议则不会有这种缺陷，因此一般UPD套接字用户无关紧要的数据发送，例如qq聊天。

UDP套接字简单示例

1、服务端

import socket
server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # 数据报协议-》UDP
server.bind(('127.0.0.1', 8080))
while True:
data, client_addr = server.recvfrom(1024)
print('===>', data, client_addr)
server.sendto(data.upper(), client_addr)
server.close()

2、客户端

import socket
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # 数据报协议-》UDP
while True:
msg = input('>>: ').strip() # msg=''
client.sendto(msg.encode('utf-8'), ('127.0.0.1', 8080))
data, server_addr = client.recvfrom(1024)
print(data)
client.close()

三、基于socketserver实现并发的socket编程

1、基于TCP协议

基于tcp的套接字，关键就是两个循环，一个链接循环，一个通信循环

socketserver模块中分两大类：server类（解决链接问题）和request类（解决通信问题）。

1、 server类

2、 request类

基于tcp的socketserver我们自己定义的类中的。

• self.server即套接字对象

• self.request即一个链接

• self.client_address即客户端地址

3、 服务端

import socketserver
class MyHandler(socketserver.BaseRequestHandler):
def handle(self):
# 通信循环
while True:
# print(self.client_address)
# print(self.request) #self.request=conn
try:
data = self.request.recv(1024)
if len(data) == 0: break
self.request.send(data.upper())
except ConnectionResetError:
break
if __name__ == '__main__':
s = socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1', 8080), MyHandler, bind_and_activate=True)
s.serve_forever() # 代表连接循环
# 循环建立连接，每建立一个连接就会启动一个线程（服务员）+调用Myhanlder类产生一个对象，调用该对象下的handle方法，专门与刚刚建立好的连接做通信循环

4、 客户端

import socket
phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
phone.connect(('127.0.0.1', 8080)) # 指定服务端ip和端口
while True:
# msg=input('>>: ').strip() #msg=''
msg = 'client33333' # msg=''
if len(msg) == 0: continue
phone.send(msg.encode('utf-8'))
data = phone.recv(1024)
print(data)
phone.close()

2、基于UDP协议

基于udp的socketserver我们自己定义的类中的

• self.request是一个元组（第一个元素是客户端发来的数据，第二部分是服务端的udp套接字对象），如(b'adsf', )

• self.client_address即客户端地址

1、 服务端

import socketserver
class MyHandler(socketserver.BaseRequestHandler):
def handle(self):
# 通信循环
print(self.client_address)
print(self.request)
data = self.request[0]
print('客户消息', data)
self.request[1].sendto(data.upper(), self.client_address)
if __name__ == '__main__':
s = socketserver.ThreadingUDPServer(('127.0.0.1', 8080), MyHandler)
s.serve_forever()

2、 客户端

import socket
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # 数据报协议-》udp
while True:
# msg=input('>>: ').strip() #msg=''
msg = 'client1111'
client.sendto(msg.encode('utf-8'), ('127.0.0.1', 8080))
data, server_addr = client.recvfrom(1024)
print(data)
client.close()

四、Python Internet 模块

以下列出了 Python 网络编程的一些重要模块：

协议	功能用处	端口号	Python 模块
HTTP	网页访问	80	httplib, urllib, xmlrpclib
NNTP	阅读和张贴新闻文章，俗称为"帖子"	119	nntplib
FTP	文件传输	20	ftplib, urllib
SMTP	发送邮件	25	smtplib
POP3	接收邮件	110	poplib
IMAP4	获取邮件	143	imaplib
Telnet	命令行	23	telnetlib
Gopher	信息查找	70	gopherlib, urllib

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonSo verwenden Sie Pythons Socket und Socketserver. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!