socket网络编程

c/s架构：客户端/服务器架构

C/S架构与socket的关系：

咱们学习socket就是为了完成C/S架构的开发

 

为什么学习socket必定要先学习互联网协议：

1.首先：本节课程的目标就是教会你如何基于socket编程，来开发一款本身的C/S架构软件

2.其次：C/S架构的软件（软件属于应用层）是基于网络进行通讯的

3.而后：网络的核心即一堆协议，协议即标准，你想开发一款基于网络通讯的软件，就必须遵循这些标准。

4.最后：就让咱们从这些标准开始研究，开启咱们的socket编程之旅

 

socket层

 socket是什么

Socket是应用层与TCP/IP协议族通讯的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来讲，一组简单的接口就是所有，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。

因此，咱们无需深刻理解tcp/udp协议，socket已经为咱们封装好了，咱们只须要遵循socket的规定去编程，写出的程序天然就是遵循tcp/udp标准的。

 套接字发展史及分类

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。 所以,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信。这也被称进程间通信,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，能够经过访问同一个文件系统间接完成通讯

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，还有一些其余的地址家族，不过，他们要么是只用于某个平台，要么就是已经被废弃，或者是不多被使用，或者是根本没有实现，全部地址家族中，AF_INET是使用最普遍的一个，python支持不少种地址家族，可是因为咱们只关心网络编程，因此大部分时候我么只使用AF_INET)

 

套接字工做流程

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)等待链接的到来

客户端套接字函数
s.connect()     主动初始化TCP服务器链接
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()     链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()      设置阻塞套接字操做的超时时间
s.gettimeout()      获得阻塞套接字操做的超时时间

面向文件的套接字的函数
s.fileno()          套接字的文件描述符
s.makefile()        建立一个与该套接字相关的文件

 

import socket
phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.bind(('192.168.20.105',8080))
phone.listen(5)
while 1:
    conn,addr=phone.accept()
    print('线路是%s' % conn)
    print('地址是',addr)
    while 1:
        try:
            cmd = conn.recv(1024)
            conn.send(cmd.upper())
        except Exception:
            break
    conn.close()
phone.close()

tcp服务端

import socket
phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.connect(('192.168.20.105',8080))
while 1:
    sends = input('>>:')
    if not sends:continue
    phone.send(sends.encode('utf-8'))
    mess = phone.recv(1024)
    print(mess)

phone.close()

tcp客户端

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
from socket import *
import subprocess

ip_port=('127.0.0.1',8080)
BUFSIZE=1024

tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
tcp_socket_server.bind(ip_port)
tcp_socket_server.listen(5)

while True:
    conn,addr=tcp_socket_server.accept()
    print('客户端',addr)

    while True:
        cmd=conn.recv(BUFSIZE)
        if len(cmd) == 0:break

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

        stderr=act_res.stderr.read()
        stdout=act_res.stdout.read()
        conn.send(stderr)
        conn.send(stdout)

模拟远程ssh

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
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)

while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    if len(msg) == 0:continue
    if msg == 'quit':break

    s.send(msg.encode('utf-8'))
    act_res=s.recv(BUFSIZE)

    print(act_res.decode('utf-8'),end='')

ssh客户端

 

import socket
import hashlib
import subprocess
import os

phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)   #重用地址
phone.bind(('192.168.20.105',8081))
phone.listen(5)
while 1:
    conn,addr=phone.accept()
    print('线路是%s' % conn)
    print('地址是',addr)
    tag = True
    while 1:
        while tag:
            user = conn.recv(1024).decode('utf-8')
            pwd = conn.recv(1024).decode('utf-8')
            md5_obj = hashlib.md5(user.encode('utf-8'))
            s = pwd+user
            print(s)
            md5_obj.update(s.encode('utf-8'))
            pwd = md5_obj.hexdigest()
            print(pwd)
            if user == 'egon'and pwd=='82bdb4164c14585f32e70ec0a37b3569':
                conn.send('right'.encode('utf-8'))
                tag = False
                break
            else:
                conn.send('用户名或密码错误，请从新输入！'.encode('utf-8'))
        try:
            cmd = conn.recv(1024)
            res = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE)
            mes = res.stdout.read()
            mesr = res.stderr.read()
            conn.send(str(len(mes+mesr)).encode('utf-8'))
            conn.send(mes+mesr)
        except Exception:
            break
    conn.close()
phone.close()

增长登录认证和解决粘包

import socket
import time

phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.connect(('192.168.20.105',8081))
tag = True
while 1:
    while tag:
        user = input('username:')
        pwd = input('password:')
        phone.send(user.encode('utf-8'))
        phone.send(pwd.encode('utf-8'))
        time.sleep(1)
        mes = phone.recv(1024).decode('utf-8')
        print(mes)
        if mes =='right':
            tag = False
            break
    cmd = input('>>:')
    if not cmd:continue
    phone.send(cmd.encode('utf-8'))
    lens = phone.recv(1024).decode('utf-8')
    mes = phone.recv(1024)
    while 1:
        if int(lens)>len(mes):
            mes+=phone.recv(1024)
        else:
            break
    print(mes.decode('gbk'))

phone.close()

客户端