Socket套接字方法

 

网络编程——socket开发,网络编程socket

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socket 实例类(8-10分钟)

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

 family***(*socke*t家族)***

  • socket.AF_UNIX:用于本机进程间通讯,为了保证程序安全,两个独立的程序(进程)间是不能互相访问彼此的内存的,但为了实现进程间的通讯,可以通过创建一个本地的socket来完成
  • socket.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)

 socket type***类型***

  • socket.SOCK_STREAM #for tcp
  • socket.SOCK_DGRAM #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 #废弃了

(Only SOCK_STREAM and SOCK_DGRAM appear to be generally useful.)

 proto=0 请忽略,特殊用途

 fileno=None 请忽略,特殊用途

Socket套接字方法

 

  • 一 客户端/服务器架构
  • 二 osi七层
  • 三 socket层
  • 四 socket是什么
  • 五 套接字发展史及分类
  • 六 套接字工作流程
  • 七 基于TCP的套接字
  • 八 基于UDP的套接字
  • 九 recv与recvfrom的区别
  • 十 粘包现象
  • 十一 什么是粘包
  • 十二 低级的解决粘包处理方法
  • 十三 高级的解决粘包处理方法
  • 十四 认证客户端的链接合法性
  • 十五 socketserver实现并发

服务端套接字函数(2分钟)

  • s.bind()
    绑定(主机,端口号)到套接字
  • s.listen()
    TCP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
  • s.accept()
    被动接受TCP客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来 

  服务程序调用accept函数从处于监听状态的流套接字s的客户连接请求队列中取出排在最前的一个客户请求,并且创建一个新的套接字来与客户套接字创建连接通道,如果连接成功,就返回新创建的套接字的描述符,以后与客户套接字交换数据的是新创建的套接字;如果失败就返回 INVALID_SOCKET。该函数的第一个参数指定处于监听状态的流套接字;操作系统利用第二个参数来返回新创建的套接字的地址结构;操作系统利用第三个参数来返回新创建的套接字的地址结构的长度。

 

socket 实例类(8-10分钟)

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

 

 

客户端套接字函数(2分钟)

  • 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

family(socket家族)

一. 客户端/服务器架构

  1. 两种情况
  • C/S架构
     客户端/服务器端(打印机)
  • B/S架构
     浏览器/服务器端(web服务)

C/S架构与socket的关系:我们学习socket就是为了完成C/S架构的开发

 

公共用途的套接字函数(3-5分钟)

  • s.recv()
    接收数据
  • s.send()
    发送数据(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,可后面通过实例解释)
  • 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()
    Receive data from the socket. The return value is a pair (bytes,
    address)
  • s.getpeername()
    连接到当前套接字的远端的地址
  • s.close()
    关闭套接字
  • socket.setblocking(flag)
    #True or False,设置socket为非阻塞模式,以后讲io异步时会用
  • socket.getaddrinfo(host,
    port, family=0, type=0, proto=0, flags=0)
    返回远程主机的地址信息,例子
    socket.getaddrinfo(‘luffycity.com’,80)
  • socket.getfqdn()
    拿到本机的主机名
  • socket.gethostbyname()
    通过域名解析ip地址

 

  • socket.AF_UNIX:用于本机进程间通讯,为了保证程序安全,两个独立的程序(进程)间是不能互相访问彼此的内存的,但为了实现进程间的通讯,可以通过创建一个本地的socket来完成
  • socket.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)

二. OSI七层

1.
C/S架构的软件(软件属于应用层)是基于网络进行通信的。

2.
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信的软件,就必须遵循这些标准。

图片 1

                                                                图1

TCP/IP协议族包括传输层、网络层、链路层,自己开发的应用程序工作在应用层。

 

tcp套接字

1.简单套接字
客户端和服务端:两个主要功能,1、建立链接 2、数据通讯
服务端程序会产生两个套接字socket,一个用于三次握手建立链接,另一个用于收发消息数据通讯;
客户端产生一个套接字socket,既可以用于建立链接后,再用于收发消息数据通讯。

client.py

图片 2图片 3

 1 import socket
 2 
 3 #1.买手机
 4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 5 print(phone)
 6 
 7 #2.拨号
 8 phone.connect(('127.0.0.1',8081)) 
 9 #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的,若一直无法连接上server,则会一直停留在这一步
10 
11 #3.发收消息
12 phone.send('hello'.encode('utf-8'))
13 data = phone.recv(1024)
14 print(data)
15 
16 #4.关闭
17 phone.close()

View Code

 service.py

图片 4图片 5

 1 import socket
 2 
 3 #1.买手机
 4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 5 print(phone)
 6 
 7 #2.绑定手机卡
 8 phone.bind(('127.0.0.1',8081)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
 9 
10 #3.开机
11 phone.listen(5) # 参数表示最大监听数
12 
13 #4.等电话链接
14 print('starting...')
15 conn,client = phone.accept() #返回一个新的套接字conn用于通讯,client为发起通讯链接的客户端的ip和端口号
16 print(conn,client)
17 # print('===>')
18 
19 #5.收,发消息
20 data = conn.recv(1024) # 单位:bytes,  1024代表最大接收1024个bytes
21 print('客户端的数据',data)
22 conn.send(data.upper())
23 
24 #6.挂电话
25 conn.close()
26 
27 #7.关机
28 phone.close()

View Code

 

三. socket层

在图1中,我们没有看到Socket的影子,那么它到底在哪里呢?还是用图来说话,一目了然。

图片 6

                                                        图2

 

 2.加上循环套接字

client.py 

图片 7图片 8

 1 import socket
 2 
 3 #1.买手机
 4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 5 
 6 print(phone)
 7 
 8 #2.拨号
 9 phone.connect(('127.0.0.1',8080)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
10 
11 while True:
12     msg = input('>>:').strip()
13     if not msg:continue
14     phone.send(msg.encode('utf-8'))  #phone.send(b'')
15     print('has send') #判断能否发空
16     data = phone.recv(1024)
17     print(data.decode('utf-8'))
18 
19 #4.关闭
20 phone.close()

View Code

service.py

图片 9图片 10

 1 import socket
 2 
 3 
 4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 5 phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
 6 print(phone)
 7 phone.bind(('127.0.0.1',8080)) #端口范围0-65535,0-1024给操作系统用的
 8 phone.listen(5) #最大链接挂起数
 9 
10 print('starting...')
11 conn,client = phone.accept() #监听
12 # print('===>')
13 
14 #监听到到后,进行通讯循环
15 # while True:
16 #     data = conn.recv(1024) # 单位:bytes,  1024代表最大接收1024个bytes
17 #     #conn tcp协议三次握手的成果,双向链接
18 #     if not data:break #适用与linux操作,当client单方面终止链接时,service端会出现死循环
19 #     print('客户端的数据',data)
20 #     conn.send(data.upper())
21 
22 while True:
23     try:
24         data = conn.recv(1024) # 单位:bytes,  1024代表最大接收1024个bytes
25         #conn tcp协议三次握手的成果,双向链接
26 
27         print('客户端的数据',data)
28         conn.send(data.upper())
29     except ConnectionResetError:
30 
31         break
32 
33 conn.close()
34 phone.close()

View Code

if not data:break 是用于linux的判断,因为在linux中当client端单方面终止时,servce端会一直接收到空,会一直循环print('客户端的数据',data),因此需要加上判断;

except ConnectionResetError: 是针对windows的,当client端单方面终止时,server端会报ConnnectionRsetError。

有时重启服务端时会遇到报错:

图片 11

socket type类型

 四. socket的定义

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,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,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。所以,我们无需深入理解tcp/udp协议,socket已经为我们封装好了,我们只需要遵循socket的规定去编程,写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的。

补充:
也有人将socket说成ip+port,ip是用来标识互联网中的一台主机的位置,而port是用来标识这台机器上的一个应用程序,ip地址是配置到网卡上的,而port是应用程序开启的,ip与port的绑定就标识了互联网中独一无二的一个应用程序,而程序的pid是同一台机器上不同进程或者线程的标识。

 

 

由于重启时系统还没来得及回收端口,因此会提示端口已被占用。

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)

解决方法:加入一条socket配置,重用ip和端口。

phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
#就是它,在bind ip和端口 前加。

或者:

实验之前要全部关闭掉所用占用端口的程序,用以下指令
linux:pkill -9 python
windows:taskkill python

 

 

  • socket.SOCK_STREAM #for tcp
  • socket.SOCK_DGRAM #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 #废弃了

五.  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。
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)

 

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