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python网络编程-socket编程

2019-04-11 10:03:39来源：博客园阅读 ()

一、服务端和客户端

BS架构（腾讯通软件：server+client）

CS架构（web网站）

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

二、OSI七层模型

互联网协议按照功能不同分为osi七层或tcp/ip五层或tcp/ip四层

每层运行常见物理设备

详细参考：

http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5937962.html#_label4

学习socket一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，来开发一款自己的C/S架构软件

2.其次：C/S架构的软件（软件属于应用层）是基于网络进行通信的

3.然后：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信的软件，就必须遵循这些标准。

4.最后：就让我们从这些标准开始研究，开启我们的socket编程之旅

TCP/IP协议族包括运输层、网络层、链路层。

三、socket层，不懂看图就明白了。

Socket是介于应用层和传输层之间。

四、socket是什么

　　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。

扫盲篇：

1 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
2 
3 而程序的pid是同一台机器上不同进程或者线程的标识（Google Chrome会有多个PID）

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。

1、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

2、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)

六、套接字工作流程

生活中的场景，你要打电话给一个朋友，先拨号，朋友听到电话铃声后提起电话，这时你和你的朋友就建立起了连接，就可以讲话了。等交流结束，挂断电话结束此次交谈。

生活中的场景就解释了这工作原理，也许TCP/IP协议族就是诞生于生活中，这也不一定。

　　先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束。

1、socket模块发送和接收消息

示例：模拟发送消息和接收消息的过程

tcp服务端（server）

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige
 
import socket
                             
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)  #买手机
phone.bind(('127.0.0.1',8000))  #绑定手机卡   #改成服务端网卡IP地址和端口
phone.listen(5)  #开机  5的作用是最大挂起连接数   #backlog连接池（也叫半链接）
print('------------->')
conn,addr=phone.accept()  #等电话

msg=conn.recv(1024)  #收消息
print('客户端发来的消息是：',msg)
conn.send(msg.upper())  #发消息

conn.close()
phone.close()

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执行结果：

------------->

tcp客户端(client)

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige

import socket

phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

phone.connect(('127.0.0.1',8000)) #拔通电话   #改成服务端网卡IP地址和端口

phone.send('hello'.encode('utf-8'))  #发消息
data=phone.recv(1024)
print('收到服务端的发来的消息: ',data)

phone.close()

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执行结果：

收到服务端的发来的消息:  b'HELLO'

2、tcp三次握手和四次挥手

主动断开连接：FIN_WAIT_1
被动断开连接： FIN_WAIT_2
马上断开连接： TIME_WAIT

socket中TCP的三次握手建立连接详解

流程如下：

客户端向服务器发送一个SYN J
服务器向客户端响应一个SYN K，并对SYN J进行确认ACK J+1
客户端再向服务器发一个确认ACK K+1

只有就完了三次握手，但是这个三次握手发生在socket的那几个函数中呢？请看下图：

图1、socket中发送的TCP三次握手

从图中可以看出，当客户端调用connect时，触发了连接请求，向服务器发送了SYN J包，这时connect进入阻塞状态；服务器监听到连接请求，即收到SYN J包，调用accept函数接收请求向客户端发送SYN K ，ACK J+1，这时accept进入阻塞状态；客户端收到服务器的SYN K ，ACK J+1之后，这时connect返回，并对SYN K进行确认；服务器收到ACK K+1时，accept返回，至此三次握手完毕，连接建立。

总结：客户端的connect在三次握手的第二个次返回，而服务器端的accept在三次握手的第三次返回。

socket中TCP的四次握手释放连接详解

上面介绍了socket中TCP的三次握手建立过程，及其涉及的socket函数。现在我们介绍socket中的四次握手释放连接的过程，请看下图：

图2、socket中发送的TCP四次握手

图示过程如下：

某个应用进程首先调用close主动关闭连接，这时TCP发送一个FIN M；
另一端接收到FIN M之后，执行被动关闭，对这个FIN进行确认。它的接收也作为文件结束符传递给应用进程，因为FIN的接收意味着应用进程在相应的连接上再也接收不到额外数据；
一段时间之后，接收到文件结束符的应用进程调用close关闭它的socket。这导致它的TCP也发送一个FIN N；
接收到这个FIN的源发送端TCP对它进行确认。

这样每个方向上都有一个FIN和ACK。

总结：

四次挥手断开连接原则：

记住一条原则：谁先发起客户端请求，谁先断开连接
但是在大并发情况下，大部分都是服务端先断开连接，不会保留连接。因为每一分钟都有很多人在访问网站。

3、socket()模块函数用法

import socket
socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)
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。

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)

由于 socket 模块中有太多的属性。我们在这里破例使用了'from module import *'语句。使用 'from socket import *',我们就把 socket 模块里的所有属性都带到我们的命名空间里了,这样能 大幅减短我们的代码。
例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

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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客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来

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(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() 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

七、基于TCP的套接字

tcp语法格式：

tcp服务端

ss = socket()  #创建服务器套接字
ss.bind()      #把地址绑定到套接字
ss.listen()    #监听链接
inf_loop:      #服务器无限循环
    cs = ss.accept()  #接受客户端链接
    comm_loop:        #通讯循环
        cs.recv()/cs.send()  #对话(接收与发送)
    cs.close()    #关闭客户端套接字
ss.close()        #关闭服务器套接字(可选)

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tcp客户端

cs = socket()    #创建客户套接字
cs.connect()     #尝试连接服务器
comm_loop:       #通讯循环
    cs.send()/cs.recv()  #对话(发送/接收)
cs.close()               #关闭客户套接字

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1、基于tcp实现：客户端发送空格，服务端也会接收

示例：

tcp_server端

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige
 
from socket import *
 
ip_port = ('127.0.0.1', 8080)
back_log = 5
buffer_size = 1024
 
tcp_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
tcp_server.bind(ip_port)
tcp_server.listen(back_log)
 
print('服务端开始运行了')
conn, addr = tcp_server.accept()  #服务器阻塞
print('双向链接是', conn)
print('客户端地址', addr)
 
while True:
    data = conn.recv(buffer_size)    #收缓存为空，则阻塞
    print('客户端发来的消息是', data.decode('utf-8'))
    conn.send(data.upper())
conn.close()
 
tcp_server.close()

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tcp_client端

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige

from socket import *

ip_port = ('127.0.0.1', 8080)
back_log = 5
buffer_size = 1024
 
tcp_client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
tcp_client.connect(ip_port)
 
while True:
    msg = input('>>:')          #发送空格到自己的发送缓存中
    # msg=input('>>:').strip()  #去掉空格
    tcp_client.send(msg.encode('utf-8'))
    print('客户端已经发送消息')
    data = tcp_client.recv(buffer_size)  #收缓存为空则阻塞
    print('收到服务端发来的消息是', data.decode('utf-8'))
 
tcp_client.close()

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执行结果：

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实验过程中遇到的问题：

在重启服务端时可能会遇到如下报错：

　　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：

法一：在程序中处理

1 #加入一条socket配置，重用ip和端口
2 
3 phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
4 phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它，在bind前加
5 phone.bind(('127.0.0.1',8080))

法二：在linux系统中，通过调整系统内核参数的方式来解决

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，系统优化的一个优化点）
 
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 = 30 修改系統默认的 TIMEOUT 时间

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八、基于UDP的套接字

udp语法格式：

udp服务端

1 ss = socket()   #创建一个服务器的套接字
2 ss.bind()       #绑定服务器套接字
3 inf_loop:       #服务器无限循环
4     cs = ss.recvfrom()/ss.sendto() # 对话(接收与发送)
5 ss.close()

udp客户端

1 cs = socket()   # 创建客户套接字
2 comm_loop:      # 通讯循环
3     cs.sendto()/cs.recvfrom()   # 对话(发送/接收)
4 cs.close()                      # 关闭客户套接字

1、基于upd实现方法

示例：

udp_server端

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige
 
from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',8080)
buffer_size = 1024
 
udp_server = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)  #数据报套接字
udp_server.bind(ip_port)
 
while True:
    data,addr=udp_server.recvfrom(buffer_size)
    print(data)

    udp_server.sendto(data.upper(),addr)  #upper() 小写变大写

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udp_client端：

from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',8080)  #服务端IP+端口
buffer_size = 1024

udp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) #udp数据报套接字
 
while True:
    msg=input('>>:').strip()
    udp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)
    #数据，ip地址+端口
    data,addr=udp_client.recvfrom(buffer_size)
    print(data.decode('utf-8'))

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执行结果：

先运行udp_server，再运行udp_client。

服务端返回结果：

1 b'sfdsfds'  #bytes类型
2 b'fdsfds'
3 b'fsdfds'
4 b'sdfdsf'

在客户端输入：

1 >>:sfdsfds  #在客户端输入
2 SFDSFDS     #服务端返回的结果，把客户端输入的字符变大写
3 
4 >>:fdsfds
5 FDSFDS
6 
7 >>:fsdfds
8 FSDFDS

2、实现ntp时间服务器

示例：

tup_server端

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige
 
#实现ntp时间服务器
import time
from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',8080)
buffer_size = 1024

udp_server = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)  #数据报套接字
udp_server.bind(ip_port)
 
while True:
    data,addr=udp_server.recvfrom(buffer_size)
    print(data)

    if not data:
        fmt='%Y-%m-%d %X'   #如果用户没有输入时间，就返回默认格式
    else:
        fmt=data.decode('utf-8')
        back_time=time.strftime(fmt)

    udp_server.sendto(back_time.encode('utf-8'),addr)

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udp_client端

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige
 
from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',8080)  #服务端IP+端口
buffer_size = 1024

udp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) #数据报套接字

while True:
    msg=input('>>:').strip()
    udp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)

    data,addr=udp_client.recvfrom(buffer_size)
    print('ntp服务器的标准时间是',data.decode('utf-8'))

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执行结果：

运行udp_server,再运行udp_client,然后在udp_client里输入：

1 >>:%Y   #在客户端输入%Y
2 ntp服务器的标准时间是 2017  #就会返回服务端的时间
3 >>:%m-%d-%Y
4 ntp服务器的标准时间是 01-03-2017
5 >>:

3、基于tcp实现远程执行命令

备注：因系统差异，请尽量把程序放在linux服务器上面运行，windows上面可能会报错。

socket_server_tcp服务端 (在linux上面运行）

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige
 
from socket import *
import subprocess

ip_port = ('192.168.1.135', 8000)
back_log = 5
buffer_size = 1024

tcp_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
tcp_server.bind(ip_port)
tcp_server.listen(back_log)

while True:
    conn,addr=tcp_server.accept()
    print('新的客户端链接',addr)
    while True:
        #收
        try:
            cmd=conn.recv(buffer_size)
            #if not cmd:break  MAC笔记本处理方法
            print('收到客户端的命令',cmd)

            #执行命令，得到命令的运行结果cmd_res
            res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,
                                 stderr=subprocess.PIPE,
                                 stdout=subprocess.PIPE,
                                 stdin=subprocess.PIPE)
            err=res.stderr.read()
            if err:
                cmd_res=err
            else:
                cmd_res=res.stdout.read()
            #发
            conn.send(cmd_res)
        except Exception as e:
            print(e)
            break
conn.close()

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socket_client_tcp客户端（windows系统上面运行）

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige
 
from socket import *

# ip_port = ('127.0.0.1', 8082)
ip_port = ('192.168.1.135', 8000)
back_log = 5
buffer_size = 1024

tcp_client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
tcp_client.connect(ip_port)

while True:
    cmd=input('>>:').strip()
    if not cmd:continue
    if cmd == 'quit':break

    tcp_client.send(cmd.encode('utf-8'))
    cmd_res=tcp_client.recv(buffer_size)
    # print('命令的执行结果是 ',cmd_res.decode('gbk'))
    print('命令的执行结果是 ',cmd_res.decode('utf-8'))
tcp_client.close()

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执行结果：

在客户端执行命令：

 >>:df -h
 命令的执行结果是  Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
 /dev/sda3       9.6G  1.8G  7.3G  20% /
 tmpfs           931M     0  931M   0% /dev/shm
 /dev/sda1       190M   32M  149M  18% /boot
 /dev/sr0        4.4G  4.4G     0 100% /opt
 
 >>:dir
 命令的执行结果是  s3.py       server_ssh.py     socket_server.py
server.py  socket_clinet_udp.py  socket_server_udp.py
 
服务端返回结果：
[root@python3 scripts]# python socket_server.py
新的客户端链接 ('192.168.1.115', 53569)
收到客户端的命令 b'df -h'
收到客户端的命令 b'dir'

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4、基于udp实现远程执行命令

socket_server_udp服务端：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige
 
from socket import *
import subprocess

ip_port = ('192.168.1.135', 8000)
back_log = 5
buffer_size = 1024

udp_server = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
udp_server.bind(ip_port)
 
while True:
    cmd,addr=udp_server.recvfrom(buffer_size)
    print(cmd)

    #执行命令，得到命令的运行结果cmd_res
    res = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True,
                           stderr=subprocess.PIPE,
                           stdout=subprocess.PIPE,
                           stdin=subprocess.PIPE)
    err = res.stderr.read()
    if err:
        cmd_res = err
    else:
        cmd_res = res.stdout.read()

    if not cmd_res:  # 判断为空的情况
        cmd_res = '执行成功'.encode('gbk')  #linux改成utf-8
    print(cmd_res)
    #发
    udp_server.sendto(cmd_res,addr)

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socket_clinet_udp客户端：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige
  
from socket import *

ip_port = ('192.168.1.135', 8000)
# ip_port = ('192.168.12.63', 8000)
back_log = 5
buffer_size = 10240

udp_client = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

while True:
    cmd=input('>>:').strip()
    if not cmd:continue
    if cmd == 'quit':break
 
    udp_client.sendto(cmd.encode('utf-8'),ip_port)
    cmd_res,addr=udp_client.recvfrom(buffer_size)
    print('命令的执行结果是 ',cmd_res.decode('gbk'))  #如果在linux上面运行，把gbk改成utf-8
udp_client.close()

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执行结果：

View Code

九、recv与recvfrom的区别

1、收发原理详解：

发消息：都是将数据发送到己端的发送缓冲中

收消息：都是从己端的缓冲区中收

2、发消息二者类似，收消息确实有区别的？

tcp协议：send发消息，recv收消息

（1）如果收消息缓冲区里的数据为空，那么recv就会阻塞

（2）tcp基于链接通信，如果一端断开了链接，那另外一端的链接也跟着完蛋recv将不会阻塞，收到的是空

udp协议：sendto发消息，recvfrom收消息

（1）如果如果收消息缓冲区里的数据为“空”，recvfrom不会阻塞

（2）recvfrom收的数据小于sendinto发送的数据时，数据丢失

（3）只有sendinto发送数据没有recvfrom收数据，数据丢失

注意：

1.你单独运行上面的udp的客户端，你发现并不会报错，相反tcp却会报错，因为udp协议只负责把包发出去，对方收不收，我根本不管，而tcp是基于链接的，必须有一个服务端先运行着，客户端去跟服务端建立链接然后依托于链接才能传递消息，任何一方试图把链接摧毁都会导致对方程序的崩溃。

2.上面的udp程序，你注释任何一条客户端的sendinto，服务端都会卡住，为什么？因为服务端有几个recvfrom就要对应几个sendinto，哪怕是sendinto(b'')那也要有。

3.总结：

1.udp的sendinto不用管是否有一个正在运行的服务端，可以己端一个劲的发消息

2.udp的recvfrom是阻塞的，一个recvfrom(x)必须对一个一个sendinto(y),收完了x个字节的数据就算完成,若是y>x数据就丢失，这意味着udp根本不会粘包，但是会丢数据，不可靠

3.tcp的协议数据不会丢，己端总是在收到ack时才会清除缓冲区内容。数据是可靠的，但是会粘包。

十、粘包

须知：只有TCP有粘包现象，UDP永远不会粘包。（原因详见第3点）

1、socket收发消息的原理

socket发送原理图

2、为什么会出现所谓的粘包

原因：接收方不知道消息之间的界限，不知道一次性提取多少字节的数据所造成的。

　　此外，发送方引起的粘包是由TCP协议本身造成的，TCP为提高传输效率，发送方往往要收集到足够多的数据后才发送一个TCP段。若连续几次需要send的数据都很少，通常TCP会根据优化算法把这些数据合成一个TCP段后一次发送出去，这样接收方就收到了粘包数据。

TCP（transport control protocol，传输控制协议）是面向连接的，面向流的，提供高可靠性服务。收发两端（客户端和服务器端）都要有一一成对的socket，因此，发送端为了将多个发往接收端的包，更有效的发到对方，使用了优化方法（Nagle算法），将多次间隔较小且数据量小的数据，合并成一个大的数据块，然后进行封包。这样，接收端，就难于分辨出来了，必须提供科学的拆包机制。即面向流的通信是无消息保护边界的。
UDP（user datagram protocol，用户数据报协议）是无连接的，面向消息的，提供高效率服务。不会使用块的合并优化算法，, 由于UDP支持的是一对多的模式，所以接收端的skbuff(套接字缓冲区）采用了链式结构来记录每一个到达的UDP包，在每个UDP包中就有了消息头（消息来源地址，端口等信息），这样，对于接收端来说，就容易进行区分处理了。 即面向消息的通信是有消息保护边界的。
tcp是基于数据流的，于是收发的消息不能为空，这就需要在客户端和服务端都添加空消息的处理机制，防止程序卡住，而udp是基于数据报的，即便是你输入的是空内容（直接回车），那也不是空消息，udp协议会帮你封装上消息头。

3、tcp会发生粘包的两种情况如下：

1、发送端多次send间隔较短，并且数据量较小，tcp会通过Nagls算法，封装成一个包，发送到接收端，接收端不知道这个包由几部分组成，所以就会产生粘包。

2、数据量发送的大，接收端接收的小，再接一次，还会出现上次没有接收完成的数据。就会出现粘包。

示例1：发送端多次send间隔较短，并且数据量较小，tcp会通过Nagls算法，封装成一个包，发送到接收端，接收端不知道这个包由几部分组成，所以就会产生粘包。

server服务端：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige
 
from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',8082)
back_log=5
buffer_size=1024

tcp_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
tcp_server.bind(ip_port)
tcp_server.listen(back_log)

conn,addr=tcp_server.accept()

data1=conn.recv(buffer_size)  #指定buffer_size ,得到的结果就是通过Nagle算法，随机接收次数。
print('第1次数据',data1)

data2=conn.recv(buffer_size)
print('第2次数据',data2)

data3=conn.recv(buffer_size)
print('第3次数据',data3)

View Code

client客户端

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige

from socket import *
import time

ip_port=('127.0.0.1',8082)
back_log=5
buffer_size=1024

tcp_client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
tcp_client.connect(ip_port)

tcp_client.send('hello'.encode('utf-8'))
tcp_client.send('world'.encode('utf-8'))
tcp_client.send('egon'.encode('utf-8'))

time.sleep(1000)

View Code

执行结果：

第1次数据 b'helloworldegon'  #不确定接收次数。

示例2：指定接收字节数，相当于服务端知道接收长度，就不会出现粘包现象

粘包服务端

from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',8080)
back_log=5
buffer_size=1024

tcp_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
tcp_server.bind(ip_port)
tcp_server.listen(back_log)

conn,addr=tcp_server.accept()

data1=conn.recv(5)  #指定每次接收字节数，就不会出现粘包现象
print('第一次数据',data1)

data2=conn.recv(5)
print('第2次数据',data2)

data3=conn.recv(5)
print('第3次数据',data3)

View Code

粘包客户端

from socket import *
import time
ip_port=('127.0.0.1',8080)
back_log=5
buffer_size=1024

tcp_client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
tcp_client.connect(ip_port)

tcp_client.send('hello'.encode('utf-8'))
tcp_client.send('world'.encode('utf-8'))
tcp_client.send('egon'.encode('utf-8'))


time.sleep(1000)

View Code

执行结果：

1 第1次数据 b'hello'   #不会出现粘包现象，发送三次，就接收三次
2 第2次数据 b'world'
3 第3次数据 b'egon'

示例3：数据量发送的大，接收端接收的小，再接一次，还会出现上次没有接收完成的数据。就会出现粘包。

粘包服务端

from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',8080)
back_log=5
buffer_size=1024

tcp_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
tcp_server.bind(ip_port)
tcp_server.listen(back_log)

conn,addr=tcp_server.accept()

data1=conn.recv(1)
print('第1次数据',data1)

# data2=conn.recv(5)
# print('第2次数据',data2)
#
# data3=conn.recv(1)
# print('第3次数据',data3)

View Code

粘包客户端

from socket import *
import time
ip_port=('127.0.0.1',8080)
back_log=5
buffer_size=1024  #接收的数据只有1024

tcp_client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
tcp_client.connect(ip_port)

tcp_client.send('helloworldegon'.encode('utf-8'))

time.sleep(1000)

View Code

执行结果：

1 第1次数据 b'h'
2 第2次数据 b'ellow'  #发送的数据过大，接收的数据设置的较小，就会出现导致粘包 
3 第3次数据 b'o'

4、udp永远不会粘包

示例：

udp不粘包服务端

from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',8080)
buffer_size=1024

udp_server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) #数据报
udp_server.bind(ip_port)

data1=udp_server.recvfrom(10)
print('第1次',data1)

data2=udp_server.recvfrom(10)
print('第2次',data2)

data3=udp_server.recvfrom(10)
print('第3次',data3)

data4=udp_server.recvfrom(2)
print('第4次',data4)

View Code

udp不粘包客户端

from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',8080)
buffer_size=1024

udp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) #udp叫数据报

udp_client.sendto(b'hello',ip_port)
udp_client.sendto(b'world',ip_port)
udp_client.sendto(b'egon',ip_port)

View Code

执行结果：

1 第1次 (b'hello', ('127.0.0.1', 57813))  #udp没有Nagle优化算法
2 第2次 (b'world', ('127.0.0.1', 57813))  #每次都是一次独立的包，所以不会出现粘包现象
3 第3次 (b'egon', ('127.0.0.1', 57813))

5、qq聊天(由于udp无连接，所以可以同时多个客户端去跟服务端通信)

udp_socket_server服务端代码：

#实现类似于QQ聊天功能

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige

import socket
ip_port=('127.0.0.1',8081)
udp_server_sock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
udp_server_sock.bind(ip_port)

while True:
    qq_msg,addr=udp_server_sock.recvfrom(1024)
    print('来自[%s:%s]的一条消息:\033[1;44m%s\033[0m' %(addr[0],addr[1],qq_msg.decode('utf-8')))
    back_msg=input('回复消息: ').strip()

    udp_server_sock.sendto(back_msg.encode('utf-8'),addr)

View Code

udp_socket_client客户端：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige

import socket
BUFSIZE=1024
udp_client_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

qq_name_dic={
    '努力哥':('127.0.0.1',8081),
    '刘哥':('127.0.0.1',8081),
    '李哥':('127.0.0.1',8081),
    '王哥':('127.0.0.1',8081),
}

while True:
    qq_name=input('请选择聊天对象: ').strip()   #选择字典中的聊天对象，再发送消息
    while True:
        msg=input('请输入消息,回车发送: ').strip()
        if msg == 'quit':break
        if not msg or not qq_name or qq_name not in qq_name_dic:continue
        udp_client_socket.sendto(msg.encode('utf-8'),qq_name_dic[qq_name])

        back_msg,addr=udp_client_socket.recvfrom(BUFSIZE)
        print('来自[%s:%s]的一条消息:\033[1;44m%s\033[0m' %(addr[0],addr[1],back_msg.decode('utf-8')))

udp_client_socket.close()

View Code

执行结果：

先启动服务端,再启动客户端向服务端发送消息：

#客户端发送消息

请选择聊天对象: 努力哥
请输入消息,回车发送: 吃饭没有
来自[127.0.0.1:8081]的一条消息:还没吃呢
请输入消息,回车发送: 

#服务端接收消息

来自[127.0.0.1:62642]的一条消息:吃饭没有
回复消息: 还没吃呢

补充知识：

1、tcp是可靠传输

　　tcp在数据传输时，发送端先把数据发送到自己的缓存中，然后协议控制将缓存中的数据发往对端，对端返回一个ack=1，发送端则清理缓存中的数据，对端返回ack=0，则重新发送数据，所以tcp是可靠的。

2、udp是不可靠传输

　 udp发送数据，对端是不会返回确认信息的，因此不可靠。

十一、解决粘包的办法

法一：比较(LOW)版本

示例：

low_socket_server服务端

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige

#low版解决粘包版本服务端
from socket import *
import subprocess
ip_port=('127.0.0.1',8080)
back_log=5
buffer_size=1024

tcp_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
tcp_server.bind(ip_port)
tcp_server.listen(back_log)

while True:
    conn,addr=tcp_server.accept()
    print('新的客户端链接',addr)
    while True:
        #收消息
        try:
            cmd=conn.recv(buffer_size)
            if not cmd:break
            print('收到客户端的命令',cmd)

            #执行命令，得到命令的运行结果cmd_res
            res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,
                                 stderr=subprocess.PIPE,
                                 stdout=subprocess.PIPE,
                                 stdin=subprocess.PIPE)
            err=res.stderr.read()
            if err:
                cmd_res=err
            else:
                cmd_res=res.stdout.read()

            #发送消息
            if not cmd_res:
                cmd_res='执行成功'.encode('gbk')

            length=len(cmd_res)  #计算长度
            conn.send(str(length).encode('utf-8')) #把长度发给客户端
            client_ready=conn.recv(buffer_size)    #卡着一个recv
            if client_ready == b'ready':  #如果收到客户端的ready消息，就说明准备好了。
                conn.send(cmd_res)        #就可以send给客户端发送消息啦！
        except Exception as e:
            print(e)
            break

View Code

low_socket_client客户端

执行结果：

View Code

总结：

（为何low): 程序的运行速度远快于网络传输速度，所以在发送一段字节前，先用send去发送该字节流长度，这种方式会放大网络延迟带来的性能损耗。

法二：节省网络传输版本（牛逼版本）

　　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。

示例：(没实现多客户端并发）

tcp_socket_server服务端：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige
 
from socket import *
import subprocess
import struct
ip_port=('127.0.0.1',8080)
back_log=5
buffer_size=1024

tcp_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
tcp_server.bind(ip_port)
tcp_server.listen(back_log)

while True:
    conn,addr=tcp_server.accept()
    print('新的客户端链接',addr)
    while True:
        #收
        try:
            cmd=conn.recv(buffer_size)
            if not cmd:break
            print('收到客户端的命令',cmd)

            #执行命令，得到命令的运行结果cmd_res
            res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,
                                 stderr=subprocess.PIPE,
                                 stdout=subprocess.PIPE,
                                 stdin=subprocess.PIPE)
            err=res.stderr.read()
            if err:
                cmd_res=err
            else:
                cmd_res=res.stdout.read()
            #发
            if not cmd_res:
                cmd_res='执行成功'.encode('gbk')

            length=len(cmd_res)

            data_length=struct.pack('i',length)
            conn.send(data_length)
            conn.send(cmd_res)
        except Exception as e:
            print(e)
            break

View Code

tcp_socket_client客户端

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige

from socket import *
import struct
from functools import partial
ip_port=('127.0.0.1',8080)
back_log=5
buffer_size=1024

tcp_client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
tcp_client.connect(ip_port)

while True:
    cmd=input('>>: ').strip()
    if not cmd:continue
    if cmd == 'quit':break

    tcp_client.send(cmd.encode('utf-8'))
 
 
    #解决粘包
    length_data=tcp_client.recv(4)
    length=struct.unpack('i',length_data)[0]

    recv_size=0
    recv_data=b''
    while recv_size < length:
        recv_data+=tcp_client.recv(buffer_size)
        recv_size=len(recv_data)
    print('命令的执行结果是 ',recv_data.decode('gbk'))
tcp_client.close()

View Code

执行结果：

View Code

十二、用到的相关模块知识讲解

1、subprocess模块

subprocess 作用：启动一个新的进程并与之通信

语法：

subprocess.Popen(args, bufsize=0, executable=None, stdin=None, stdout=None, stderr=None, preexec_fn=None, close_fds=False, shell=False, cwd=None, env=None, universal_newlines=False, startupinfo=None, creationflags=0)

参数：

Popen类：用Popen来创建进程，并与进程进行复杂的交互
shell=True: 指定的命令行会通过shell来执行
stdin : 标准输入
stdout : 标准输出
stderr : 标准错误的文件句柄
PIPE : 管道 ,默认值为: None, 表示不做重定向，管道可以用来接收数据。

示例1：执行dir命令，就会交给shell解释器执行

import subprocess  #导入模块

命令：
>>> subprocess.Popen("dir", shell=True)    #执行dir命令，交给shell解释器执行

执行结果：
<subprocess.Popen object at 0x00A7B950>
 Directory of C:\Python3.5
2016/11/21  14:14    <DIR>          .
2016/11/21  14:14    <DIR>          ..
2016/11/21  14:14    <DIR>          DLLs
2016/11/21  14:14    <DIR>          Doc
2016/11/21  14:14    <DIR>          include
2016/11/21  14:14    <DIR>          Lib
2016/11/21  14:14    <DIR>          libs
2016/06/25  22:08            30,345 LICENSE.txt
2016/06/25  21:48           340,667 NEWS.txt
2016/06/25  22:02            39,576 python.exe
2016/06/25  22:02            51,864 python3.dll
2016/06/25  22:02         3,127,960 python35.dll
2016/06/25  22:02            39,576 pythonw.exe
2016/06/25  21:48             8,282 README.txt
2016/11/21  14:14    <DIR>          Scripts
2016/11/21  14:14    <DIR>          tcl
2016/11/21  14:14    <DIR>          Tools
2016/03/17  22:48            85,840 vcruntime140.dll
               8 File(s)      3,724,110 bytes
              10 Dir(s)  211,565,547,520 bytes free

View Code

示例2：subprocess 把标准输出放入管道中，屏幕上就不会输出内容

示例2：把标准输出放入管道中，屏幕上就不会输出内容。
res=subprocess.Popen("dir", shell=True,stdout=subprocess.PIPE,stdin=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE)   #执行dir命令，交给shell解释器执行，通过标准类型和subprocess.PIPE放入管道中。

>>> res.stdout.read()  #读取管道里面的数据，在程序中，读取也不会输出到屏幕上。

执行结果：
b' Volume in drive C has no label.\r\n Volume Serial Number is 4C49-9FA8\r\n\r\n Directory of C:\\Python3.5\r\n\r\n2016/11/21  14:14    <DIR>          .\r\n2016/11/21  14:14    <DIR>          ..\r\n2016/11/21  14:14    <DIR>          DLLs\r\n2016/11/21  14:14    <DIR>          Doc\r\n2016/11/21  14:14    <DIR>          include\r\n2016/11/21  14:14    <DIR>          Lib\r\n2016/11/21  14:14    <DIR>          libs\r\n2016/06/25  22:08            30,345 LICENSE.txt\r\n2016/06/25  21:48           340,667 NEWS.txt\r\n2016/06/25  22:02            39,576 python.exe\r\n2016/06/25  22:02            51,864 python3.dll\r\n2016/06/25  22:02         3,127,960 python35.dll\r\n2016/06/25  22:02            39,576 pythonw.exe\r\n2016/06/25  21:48             8,282 README.txt\r\n2016/11/21  14:14    <DIR>          Scripts\r\n2016/11/21  14:14    <DIR>          tcl\r\n2016/11/21  14:14    <DIR>          Tools\r\n2016/03/17  22:48            85,840 vcruntime140.dll\r\n               8 File(s)      3,724,110 bytes\r\n              10 Dir(s)  211,560,914,944 bytes free\r\n'

>>> res.stdout.read()   #再read一次，内容就为空，说明读取完成啦！
b''  #显示为：bytes类型

View Code

示例3：subprocess 执行一个系统没有的命令，就会产生正常的输出

#执行一个系统没有的命令，就会产生正常的输出

>>> res=subprocess.Popen("sfsfdsfdsfs", shell=True,stdout=subprocess.PIPE,stdin=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE)

>>> res.stdout.read()  #读取没有内容
b''

>>> res.stderr.read()  #有正常的输出
b"'sfsfdsfdsfs' is not recognized as an internal or external command,\r\noperable program or batch file.\r\n"

View Code

2、struct模块

struct模块作用：解决bytes和其他二进制数据类型的转换

示例用法：
struct.pack('i',12)

参数说明：

pack函数作用：把任意数据类型变成bytes

i 表示4字节无符号整数。

示例1：

>>> import struct
>>> struct.pack('i',12) #把后面的整形数据，封装成一个bytes类型
b'\x0c\x00\x00\x00' #长度就是4

>>> l=struct.pack('i',12313123)
>>> len(l)
4 #长度就是4

View Code

示例2：

>>> struct.pack('i',1)
b'\x01\x00\x00\x00'

#反解
>>> struct.unpack('i',l)
(12313123,)

#查看类型
>>> l=struct.pack('i',1)
>>> type(l)
<class 'bytes'>  #bytes类型

View Code

Format Characters(格式化字符)：

Format	C Type	Python type	Standard size	Notes
`x`	pad byte	no value
`c`	`char`	bytes of length 1	1
`b`	`signed char`	integer	1	(1),(3)
`B`	`unsigned char`	integer	1	(3)
`?`	`_Bool`	bool	1	(1)
`h`	`short`	integer	2	(3)
`H`	`unsigned short`	integer	2	(3)
`i`	`int`	integer	4	(3)
`I`	`unsigned int`	integer	4	(3)
`l`	`long`	integer	4	(3)
`L`	`unsigned long`	integer	4	(3)
`q`	`long long`	integer	8	(2), (3)
`Q`	`unsigned long long`	integer	8	(2), (3)
`n`	`ssize_t`	integer		(4)
`N`	`size_t`	integer		(4)
`e`	(7)	float	2	(5)
`f`	`float`	float	4	(5)
`d`	`double`	float	8	(5)
`s`	`char[]`	bytes
`p`	`char[]`	bytes
`P`	`void *`	integer		(6)

详细用法参考：

http://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000/001431955007656a66f831e208e4c189b8a9e9f3f25ba53000

官方文档参考：(英文文档）
https://docs.python.org/3/library/struct.html#format-characters

3、urandom模块

作用：产生随机数

>>> import os
>>> os.urandom(32)  #产生32位字节随机数
b'=\xbcC\xa3\xe0\xd5\x12\xe4CZ?\xd9Q{\x97\x89g7lvD\xd4\xed\xd8\xeau\xc1\x9c\xb6\xd8fR'

示例：使用md5 + os.urandom(n) 产生随机字符串

import os
from hashlib import md5

for i in range(5):  #循环几次就产生几次随机数
   print(md5(os.urandom(32)).hexdigest())

执行结果：

1fc70d335903283e1ac8165a28fbdddb
7a1305507f485e4d3c03f4e0c200ab6d
824db1b1076302f46166bbd93c41f0dd
a350c246781d5a6139d18df267e50485
f38fb315a24e33d1703df81fe6b7a4e2

十三、socket 实现并发

SocketServer是基于socket写成的一个更强大的模块。

SocketServer简化了网络服务器的编写。它有4个类：TCPServer，UDPServer，UnixStreamServer，UnixDatagramServer。这4个类是同步进行处理的，另外通过ForkingMixIn和ThreadingMixIn类来支持异步。

在python3中该模块是socketserver

在python2中该模块是Socketserver

分情况导入导入模块
try:
   import socketserver      #Python 3
except ImportError:
   import SocketServer      #Python 2

服务器

　　服务器要使用处理程序，必须将其出入到服务器对象，定义了5个基本的服务器类型(就是“类”)。BaseServer，TCPServer，UnixStreamServer，UDPServer，UnixDatagramServer。注意：BaseServer不直接对外服务。

关系如下：

服务器：

　　要使用处理程序，必须将其传入到服务器的对象，定义了四个基本的服务器类。

（1）TCPServer(address,handler) 支持使用IPv4的TCP协议的服务器，address是一个（host,port）元组。Handler是BaseRequestHandler或StreamRequestHandler类的子类的实例。

（2）UDPServer(address,handler) 支持使用IPv4的UDP协议的服务器，address和handler与TCPServer中类似。

（3）UnixStreamServer(address,handler) 使用UNIX域套接字实现面向数据流协议的服务器，继承自TCPServer。

（4）UnixDatagramServer(address,handler) 使用UNIX域套接字实现数据报协议的服务器，继承自UDPServer。

这四个类的实例都有以下方法。

1、s.socket 用于传入请求的套接字对象。

2、s.sever_address 监听服务器的地址。如元组（"127.0.0.1",80）

3、s.RequestHandlerClass 传递给服务器构造函数并由用户提供的请求处理程序类。

4、s.serve_forever() 处理无限的请求 #无限处理client连接请求

5、s.shutdown() 停止serve_forever()循环

SocketServer模块中主要的有以下几个类：

1、BaseServer 包含服务器的核心功能与混合类（mix-in）的钩子功能。这个类主要用于派生，不要直接生成这个类的类对象，可以考虑使用TCPServer和UDPServer类。

2、TCPServer 基本的网络同步TCP服务器

3、UDPServer 基本的网络同步UDP服务器

4、ForkingTCPServer 　　是ForkingMixIn与TCPServer的组合

5、ForkingUDPServer　　　是ForkingMixIn与UDPServer的组合

6、ThreadingUDPServer　　是ThreadingMixIn和UDPserver的组合

7、ThreadingTCPServer　　是ThreadingMixIn和TCPserver的组合

8、BaseRequestHandler　　必须创建一个请求处理类，它是BaseRequestHandler的子类并重载其handle()方法。

9、StreamRequestHandler　　实现TCP请求处理类的

10、DatagramRequestHandler　　实现UDP请求处理类的

11、ThreadingMixIn　　实现了核心的线程化功能，用于与服务器类进行混合(mix-in)，以提供一些异步特性。不要直接生成这个类的对象。

12、ForkingMixIn　　实现了核心的进程化功能，用于与服务器类进行混合(mix-in)，以提供一些异步特性。不要直接生成这个类的对象。

关系图如下：

创建服务器的步骤：

1：首先必须创建一个请求处理类

2：它是BaseRequestHandler的子类

3：该请求处理类是BaseRequestHandler的子类并重新写其handle()方法

实例化请求处理类传入服务器地址和请求处理程序类

最后实例化调用serve_forever() #无限处理client请求

记住一个原则：对tcp来说：self.request=conn

示例：

1、tcp_socket_server服务端

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige

#服务端已经实现并发，处理客户端请求

import socketserver

class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):   #基本的通信循环
    def handle(self):
        print('conn is: ',self.request)  #与client的链接请求信息
        print('addr is: ',self.client_address)  #获取client的地址和端口号
        #通信循环
        while True:
            #收消息
            data=self.request.recv(1024)
            print('收到客户端的消息是',data)

            #发消息
            self.request.sendall(data.upper())

if __name__ == '__main__':
    s=socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1',8000),MyServer) #开启多线程，绑定地址，和处理通信的类
    s.serve_forever() #连接循环

View Code

tcp_socket_client客户端

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige
 
from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',8000)
back_log=5
buffer_size=1024

tcp_client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
tcp_client.connect(ip_port)

while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    if not msg:continue
    if msg == 'quit':break

    tcp_client.send(msg.encode('utf-8'))

    data=tcp_client.recv(buffer_size)
    print('收到服务端发来的消息: ',data.decode('utf-8'))
 
tcp_client.close()

View Code

执行结果：

开启一个服务端程序，再开多个客户端，向服务器发送命令：

#客户端1
>>: hello   #输入要发送的消息
收到服务端发来的消息:  HELLO

#客户端2
>>: word
收到服务端发来的消息:  WORD

#服务端
conn is:  <socket.socket fd=412, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 8000), raddr=('127.0.0.1', 62813)>
addr is:  ('127.0.0.1', 62813)
收到客户端的消息是 b'hello'  #客户端收到的消息

conn is:  <socket.socket fd=256, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 8000), raddr=('127.0.0.1', 62816)>
addr is:  ('127.0.0.1', 62816)
收到客户端的消息是 b'word'

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2、udp实现并发

记住一个原则：对udp来说：self.request=(client_data_bytes,udp的套接字对象)

实例：

udp_socket_server服务端：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige
 
import socketserver

class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):
    def handle(self):
        print(self.request)
        print('收到客户端的消息是',self.request[0])
        self.request[1].sendto(self.request[0].upper(),self.client_address) #发送的是第1个消息，第2个地址


if __name__ == '__main__':
    s=socketserver.ThreadingUDPServer(('127.0.0.1',8080),MyServer) #多线程
    s.serve_forever()

View Code

udp_socket_client客户端：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige
 
from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',8080)
buffer_size=1024

udp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) #数据报

while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    udp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)

    data,addr=udp_client.recvfrom(buffer_size)
    # print(data.decode('utf-8'))
    print(data)

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执行结果：

先启动服务端，再开多个客户端，向服务端发送消息。

#客户端
>>: welcome  #输入要发送的消息
b'WELCOME'

>>: hello
b'HELLO'
>>: 

#服务端
(b'welcome', <socket.socket fd=388, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_DGRAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 8080)>)
收到客户端的消息是 b'welcome'   #服务端接收到的消息

(b'hello', <socket.socket fd=388, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_DGRAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 8080)>)
收到客户端的消息是 b'hello'

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十四、认证客户端的链接合法性

如果你想在分布式系统中实现一个简单的客户端链接认证功能，又不像SSL那么复杂，那么利用hmac+加盐的方式来实现

tcp_socket_server服务端：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige


from socket import *
import hmac,os

secret_key=b'linhaifeng bang bang bang'  #加段代码（加盐）
def conn_auth(conn):
    '''
    认证客户端链接
    :param conn:
    :return:
    '''
    print('开始验证新链接的合法性')
    msg=os.urandom(32)
    conn.sendall(msg)
    h=hmac.new(secret_key,msg)
    digest=h.digest()
    respone=conn.recv(len(digest))
    return hmac.compare_digest(respone,digest)

def data_handler(conn,bufsize=1024):
    if not conn_auth(conn):
        print('该链接不合法,关闭')
        conn.close()
        return
    print('链接合法,开始通信')
    while True:
        data=conn.recv(bufsize)
        if not data:break
        conn.sendall(data.upper())

def server_handler(ip_port,bufsize,backlog=5):
    '''
    只处理链接
    :param ip_port:
    :return:
    '''
    tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    tcp_socket_server.bind(ip_port)
    tcp_socket_server.listen(backlog)
    while True:
        conn,addr=tcp_socket_server.accept()
        print('新连接[%s:%s]' %(addr[0],addr[1]))
        data_handler(conn,bufsize)

if __name__ == '__main__':
    ip_port=('127.0.0.1',9999)
    bufsize=1024
    server_handler(ip_port,bufsize)

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tcp_socket_client客户端：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-      
#Author: nulige

from socket import *
import hmac,os

secret_key=b'linhaifeng bang bang bang'  #加盐
def conn_auth(conn):
    '''
    验证客户端到服务器的链接
    :param conn:
    :return:
    '''
    msg=conn.recv(32)
    h=hmac.new(secret_key,msg)
    digest=h.digest()
    conn.sendall(digest)

def client_handler(ip_port,bufsize=1024):
    tcp_socket_client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    tcp_socket_client.connect(ip_port)

    conn_auth(tcp_socket_client)

    while True:
        data=input('>>: ').strip()
        if not data:continue
        if data == 'quit':break

        tcp_socket_client.sendall(data.encode('utf-8'))
        respone=tcp_socket_client.recv(bufsize)
        print(respone.decode('utf-8'))
    tcp_socket_client.close()

if __name__ == '__main__':
    ip_port=('127.0.0.1',9999)
    bufsize=1024
    client_handler(ip_port,bufsize)