網絡編程基礎【day08】：socke編程入門
本節內容
- OSI七層模型
- socke通信介紹
- 簡單socket實例
- 通過socket實現簡單ssh客戶端
OSI七層模型
socke通信介紹
一、概述
socket通常也稱作"套接字"，用於描述IP地址和端口，是一個通信鏈的句柄，應用程序通常通過"套接字"向網絡發出請求或者應答網絡請求。
socket起源於Unix，而Unix/Linux基本哲學之一就是“一切皆文件”，對於文件用【打開】【讀寫】【關閉】模式來操作。socket就是該模式的一個實現，socket即是一種特殊的文件，一些socket函數就是對其進行的操作（讀/寫IO、打開、關閉）
二、關系圖
- file模塊是針對某個指定文件進行【打開】【讀寫】【關閉】
- socket模塊是針對 服務器端 和 客戶端Socket 進行【打開】【讀寫】【關閉】
三、代碼邏輯圖
四、socket概念
4.1 Socket Families(地址簇)
socket.AF_UNIX unix本機進程間通信socket.AF_INET IPV4socket.AF_INET6 IPV6
4.2 Socket Types
socket.SOCK_STREAM #for tcpsocket.SOCK_DGRAM #for udpsocket.SOCK_RAW #原始套接字，普通的套接字無法處理ICMP、IGMP等網絡報文，而SOCK_RAW可以；其次，SOCK_RAW也可以處理特殊的IPv4報文；此外，利用原始套接字，可以通過IP_HDRINCL套接字選項由用戶構造IP頭。socket.SOCK_RDM #是一種可靠的UDP形式，即保證交付數據報但不保證順序。SOCK_RAM用來提供對原始協議的低級訪問，在需要執行某些特殊操作時使用，如發送ICMP報文。SOCK_RAM通常僅限於高級用戶或管理員運行的程序使用。socket.SOCK_SEQPACKET #廢棄了
簡單socket實例
一、概述
之前我們只是介紹了soket的概念和一些邏輯圖表，下面我們來看看，socket的客戶端和服務端到底是怎麽用的？
二、socket實例
2.1 客戶端
2.1.1 客戶端代碼邏輯圖
2.1.2 客戶端代碼
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import socket #導入socket模塊
client = socket.socket() #創建socket實例
client.connect(("localhost",6969)) #建立連接
send_data = "hello word!" #發送的字符串
send_data = send_data.encode() #因為發送是bytes類型，所以這邊先轉碼成bytes類型
client.send(send_data) #發送數據，這邊發送的是字節類型，也就是bytes類型
data = client.recv(1024) #接收服務端的數據，這邊設置接收1024字節 1kb=1024字節
print("server rece:",data.decode())
client.close() #關閉與服務端的鏈接
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2.2 服務端
2.2.1 服務端代碼邏輯圖
2.2.2 服務端代碼
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import socket
sever = socket.socket() #創建服務端實例
sever.bind(("localhost",6969)) #綁定客戶端ip和端口
sever.listen() #監聽端口
print("我在電話了....")
conn,addr = sever.accept() #接收客戶端，並且返回連接標誌位(conn)實例，和對方的ip地址(addr)
data = conn.recv(1024) #接收客戶端發過來的數據，接收的也是bytes類型的數據
print("我的電話來了")
print("client data:",data.decode())
conn.send(data.upper()) #發送數據至服務端，註意這邊發送的也是字節類型，是bytes類型
sever.close() #關閉服務端
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三、總結
- python2中可客戶端或者服務端均可發送字符串和字節，但是在python3中只能發字節，也就bytes類型的比特流
- 服務端接收客戶端的鏈接時，會返回跟客戶端的鏈接標誌位的實例和對方ip地址+隨機端口號
- 此例子只是TCP/IP協議的socket鏈接，後面繼續學習UDP的鏈接
通過socket實現簡單ssh客戶端
一、概述
本篇博客講一下，如果socket客戶端斷了，另外的客戶端怎麽接入服務端，還有模擬ssh的鏈接等。
二、socket發送中文
因為在python 3中只能接受bytes類型的數據，bytes類型只能接受ASCII碼裏面的數據類型。因為bytes類型是一個ASCII 0-255的數字組合。所以在客戶端向服務端傳中文時一定要先轉成bytes類型，也就是encode()，接收方需要解碼，也就是decode()才能識別中文。
2.1、發送中文代碼
①客戶端
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import socket
client = socket.socket()
client.connect(("localhost",6969))
msg = "小高最帥了"
client.send(msg.encode()) #傳中文至服務端，需要先編碼
server_data = client.recv(1024)
print("recv：",server_data) #未解碼
print("recv：",server_data.decode()) #解碼
client.close()
#輸出
recv： b‘\xe5\xb0\x8f\xe9\xab\x98\xe6\x9c\x80\xe5\xb8\x85\xe4\xba\x86‘ #bytes類型
recv： 小高最帥了 #字符串
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②服務端
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import socket
sever = socket.socket()
sever.bind(("127.0.0.1",6969)) #綁定ip地址和端口
sever.listen() #監聽
conn,address = sever.accept() #獲取接收實例和ip地址
print("電話來了")
client_data = conn.recv(1024) #接收客戶端數據
print("recv:",client_data)
print("recv:",client_data.decode())
conn.send(client_data) #發送給客戶端
sever.close()
#輸出
電話來了
recv: b‘\xe5\xb0\x8f\xe9\xab\x98\xe6\x9c\x80\xe5\xb8\x85\xe4\xba\x86‘ #bytes類型
recv: 小高最帥了 #解碼後的結果
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註意了：所有的數據發送和接收都用bytes類型就可以了，省的有什麽異常情況。
三、重復發送和多次接收
上面的代碼只能客戶端只能發送一次，服務端接收一次，就這麽結束了，感覺很不爽，那怎麽實現客戶端發送多次，服務端接收多次吶？
3.1、重復發送和多次接收代碼
①客戶端
說明：客戶端在發送處設置死循環(while True)，實現重復發送。
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import socket
client = socket.socket()
client.connect(("localhost",6969))
while True: #進入死循環，設置無限次發送
msg = input(">>>:")
client.send(msg.encode())
data = client.recv(1024)
print("recv：",data.decode())
client.close()
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②服務端
說明：服務端在接收時，設置死循環，實現重復接收。
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import socket
sever = socket.socket()
sever.bind(("127.0.0.1",6969))
sever.listen()
conn,address = sever.accept() #接收連接實例
print("電話來了")
while True: #設置死循環，接收多次
data = conn.recv(1024)
print("recv:",data.decode())
conn.send(data)
sever.close()
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註：這邊註意了，在服務端，while True千萬不能寫在conn,address = sever.accept()前面，這個是為什麽呢？因為客戶端跟服務端只能實現建立一個連接，如果你把while True放在前面，則服務端接收數據後，又要重新建立一個新的等待連接，這樣，客戶端和服務端都會卡主。
服務端的代碼如下：
表現現象：
3.2、處理多個鏈接
說明：我們在客戶端一起鏈接服務端，我們都知道，一個服務端只能跟一個客戶端進行鏈接通信，那如果說，我這個正在通信的客戶端斷開跟服務端的通信，那其他的某個客戶端就能跟客戶端正常通信了，這個實驗一定要在Linux服務器上去完成，因為在Windows上就是只要客戶端一斷開，服務端就斷開了。
跟上面一樣，客戶端的代碼沒有變，我們現在來變一下服務端的代碼：
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import socket
sever = socket.socket()
sever.bind(("127.0.0.1",6969))
sever.listen()
while True: #在建立連接之前加一個死循環
conn,address = sever.accept()
print("電話來了")
count = 0 #加一個計數器
while True:
data = conn.recv(1024)
if not data:break #這邊如果接受客戶端數據為空，則重新建立連接
print("recv:",data.decode())
conn.send(data)
count += 1
sever.close()
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註意：上面if not data:break這段代碼不寫的後果是：當客戶端斷開鏈接時，服務端進入死循環，不斷接收客戶端的空數據。
現象如圖：
①客戶端
②服務端
3.3、 客戶端發送數據為空
說明：我們之前演示都是客戶端輸入內容，服務端給出相應，那客戶端輸入的是空的話，服務端會有什麽反映吶？
客戶端代碼如圖：
服務端代碼跟上面的一樣，執行結果如下：
客戶端：
服務端：
原因是：客戶端輸入的為空，服務端還一直以為客戶端在send，然後都卡主了。
那代碼怎麽改進呢？代碼改進如下：
客戶端代碼：
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import socket
client = socket.socket()
client.connect(("localhost",6969))
while True:
msg = input(">>>:")
if len(msg) == 0:continue #這邊判斷輸入的字符是否為空，為空就跳過
client.send(msg.encode())
data = client.recv(1024)
print("recv：",data.decode())
client.close()
|
表現現象：
客戶端：
服務端：
四、模擬ssh客戶端
4.1、模擬ssh訪問
說明：以下代碼，是在Linux下環境，而且還是python2.7的環境，如果是python 3的話，需要編碼和解碼。
①客戶端
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#! /usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import socket
client = socket.socket()
client.connect(("localhost",6969))
while True:
msg = raw_input(">>>:")
if len(msg) == 0:continue
client.send(msg)
data = client.recv(1024)
print(data)
client.close()
|
②服務端
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 |
#! /usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import socket,os #導入os模塊
sever = socket.socket()
sever.bind(("127.0.0.1",6969))
sever.listen(5) #最大允許有多少個鏈接
while True:
conn,address = sever.accept()
print("電話來了")
count = 0
while True:
data = conn.recv(1024)
if not data:break
res = os.popen(data).read() #調用linux命令
conn.send(res) #執行的命令返回值
sever.close()
|
註：conn.send(res)這邊如果需要發送全部的話，需要conn.sendall(res)
4.2、下載文件
①客戶端
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 |
import socket
client = socket.socket()
client.connect(("localhost",6969))
while True:
msg = input(">>>:")
if len(msg) == 0:continue
client.send(msg.encode())
data = client.recv(1024000) #這邊設置的大一點，防止文件的內容接收不到
with open("test_put","wb") as test_put_file: #把下載下來的內容寫入到文件中
test_put_file.write(data)
client.close()
|
②服務端
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 |
import socket
sever = socket.socket()
sever.bind(("127.0.0.1",6969))
sever.listen()
conn,address = sever.accept()
print("電話來了")
while True:
data = conn.recv(1024)
if not data:
print("數據為空")
break
with open("test","rb") as test_file:
all_data_bytes = test_file.read() #讀取需要下載的文件，發送給客戶端
conn.sendall(all_data_bytes)
sever.close()
|
註意：這邊客戶端的接收時有限制的，如果超出了客戶端的限制，客戶端只接收自己的一部分，而剩余的會在還是在緩沖去，下一次服務端再send的時候，不會發新數據，先把緩沖區剩下的數據發送到客戶端。
如圖：
網絡編程基礎【day08】：socke編程入門