1. 软件开发的架构

我们了解的涉及到两个程序之间通讯的应用大致可以分为两种：

第一种是应用类：qq、微信、网盘、优酷这一类是属于需要安装的桌面应用

第二种是web类：比如百度、知乎、博客园等使用浏览器访问就可以直接使用的应用

这些应用的本质其实都是两个程序之间的通讯。而这两个分类又对应了两个软件开发的架构:

C/S架构

C/S即：Client与Server ，中文意思：客户端与服务器端架构，这种架构也是从用户层面（也可以是物理层面）来划分的。

这里的客户端一般泛指客户端应用程序EXE，程序需要先安装后，才能运行在用户的电脑上，对用户的电脑操作系统环境依赖较大。

B/S架构

B/S即：Browser与Server,中文意思：浏览器端与服务器端架构，这种架构是从用户层面来划分的。

Browser浏览器，其实也是一种Client客户端，只是这个客户端不需要大家去安装什么应用程序，只需在浏览器上通过HTTP请求服务器端相关的资源（网页资源），客户端Browser浏览器就能进行增删改查。

2. socket编程

在计算机网络一节中，我们已了解到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。它把TCP/IP层复杂的操作抽象为几个简单的接口供应用层调用来实现进程在网络中通信。

2.1 socket通信流程

• 1 服务器根据地址类型（ipv4,ipv6）、socket类型、协议创建socket

• 2 服务器为socket绑定ip地址和端口号

• 3 服务器socket监听端口号请求，随时准备接收客户端发来的连接，这时候服务器的socket并没有被打开

• 4 客户端创建socket

• 5 客户端打开socket，根据服务器ip地址和端口号试图连接服务器socket

• 6 服务器socket接收到客户端socket请求，被动打开，开始接收客户端请求，直到客户端返回连接信息。这时候socket进入阻塞状态，所谓阻塞即accept()方法一直等到客户端返回连接信息后才返回，开始接收下一个客户端连接请求

• 7 客户端连接成功，向服务器发送连接状态信息

• 8 服务器accept方法返回，连接成功

• 9 客户端向socket写入信息(或服务端向socket写入信息)

• 10 服务器读取信息(客户端读取信息)

• 11 客户端关闭

• 12 服务器端关闭

sk.bind(address)#s.bind(address) 将套接字绑定到地址。address地址的格式取决于地址族。在AF_INET下，以元组（host,port）的形式表示地址。sk.listen(backlog)#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sk.setblocking(bool)#是否阻塞（默认True），如果设置False，那么accept和recv时一旦无数据，则报错。sk.accept()#接受连接并返回（conn,address）,其中conn是新的套接字对象，可以用来接收和发送数据。address是连接客户端的地址。#接收TCP 客户的连接（阻塞式）等待连接的到来sk.connect(address)#连接到address处的套接字。一般，address的格式为元组（hostname,port）,如果连接出错，返回socket.error错误。sk.connect_ex(address)#同上，只不过会有返回值，连接成功时返回 0 ，连接失败时候返回编码，例如：10061sk.close()#关闭套接字sk.recv(bufsize[,flag])#接受套接字的数据。数据以字符串形式返回，bufsize指定最多可以接收的数量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。sk.recvfrom(bufsize[.flag])#与recv()类似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收数据的字符串，address是发送数据的套接字地址。sk.send(string[,flag])#将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是要发送的字节数量，该数量可能小于string的字节大小。即：可能未将指定内容全部发送。sk.sendall(string[,flag])#将string中的数据发送到连接的套接字，但在返回之前会尝试发送所有数据。成功返回None，失败则抛出异常。#内部通过递归调用send，将所有内容发送出去。sk.sendto(string[,flag],address)#将数据发送到套接字，address是形式为（ipaddr，port）的元组，指定远程地址。返回值是发送的字节数。该函数主要用于UDP协议。sk.settimeout(timeout)#设置套接字操作的超时期，timeout是一个浮点数，单位是秒。值为None表示没有超时期。一般，超时期应该在刚创建套接字时设置，因为它们可能用于连接的操作（如 client 连接最多等待5s ）sk.getpeername()#返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。sk.getsockname()#返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)sk.fileno()#套接字的文件描述符

2.2 基于TCP协议的socket

server端

import socket
sk = socket.socket()
sk.bind(('127.0.0.1',8898))  #把地址绑定到套接字
sk.listen()          #监听链接
conn,addr = sk.accept() #接受客户端链接
ret = conn.recv(1024)  #接收客户端信息
print(ret)       #打印客户端信息
conn.send(b'hi')        #向客户端发送信息
conn.close()       #关闭客户端套接字
sk.close()        #关闭服务器套接字(可选)

client端

import socket
sk = socket.socket()           # 创建客户套接字
sk.connect(('127.0.0.1',8898))    # 尝试连接服务器
sk.send(b'hello!')
ret = sk.recv(1024)         # 对话(发送/接收)
print(ret)
sk.close()            # 关闭客户套接字

问题：你可能会在重启服务端时遇到报错

#加入一条socket配置，重用ip和端口
import socket
from socket import SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR
sk = socket.socket()
sk.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它，在bind前加
sk.bind(('127.0.0.1',8898))  #把地址绑定到套接字
sk.listen()          #监听链接
conn,addr = sk.accept() #接受客户端链接
ret = conn.recv(1024)   #接收客户端信息
print(ret)              #打印客户端信息
conn.send(b'hi')        #向客户端发送信息
conn.close()       #关闭客户端套接字
sk.close()        #关闭服务器套接字(可选)

注意：tcp是基于链接的，必须先启动服务端，然后再启动客户端去链接服务端

2.3 基于UDP协议的socket

server端

import socket
udp_sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)   #创建一个服务器的套接字
udp_sk.bind(('127.0.0.1',9000))        #绑定服务器套接字
msg,addr = udp_sk.recvfrom(1024)
print(msg)
udp_sk.sendto(b'hi',addr)                 # 对话(接收与发送)
udp_sk.close()                         # 关闭服务器套接字

client端

import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)
udp_sk=socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
udp_sk.sendto(b'hello',ip_port)
back_msg,addr=udp_sk.recvfrom(1024)
print(back_msg.decode('utf-8'),addr)

注意：udp是无链接的，启动服务之后可以直接接受消息，不需要提前建立链接

2.4 实例（初恋的故事）

背景：在上学的路上，有个屌丝阿帅，想追女神阿芳，闷骚型，心想：老子就给她一次机会，不把握就算了…

阿芳（server端）

import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9997)
sk = socket.socket()
sk.bind(ip_port)
sk.listen(5)print ('server waiting...')conn,addr = sk.accept()
client_data = conn.recv(1024)
print (str(client_data,"utf8"))
conn.sendall(bytes('你是一个好人，但是我们真不合适!',encoding="utf-8"))sk.close()

阿帅（client端）

import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9997)sk = socket.socket()
sk.connect(ip_port)sk.sendall(bytes('阿芳，俺喜欢你',encoding="utf8"))server_reply = sk.recv(1024)
print (str(server_reply,"utf8"))

背景：又有个屌丝，名叫田大，也想追女神阿芳，内心强大，臭不要脸，于是…

田大（server端）

import socket
ip_port = ('127.0.0.1',8888)
sk = socket.socket()
sk.bind(ip_port)
sk.listen(2)
print ("服务端启动...")
conn,address = sk.accept()
while True:client_data=conn.recv(1024)if str(client_data,"utf8")=='exit':breakprint (str(client_data,"utf8"))server_response=input(">>>")conn.sendall(bytes(server_response,"utf8"))conn.close()

阿芳（client端）

import socket
ip_port = ('127.0.0.1',8888)
sk = socket.socket()
sk.connect(ip_port)
print ("客户端启动:")while True:inp = input('>>>')sk.sendall(bytes(inp,"utf8"))if inp == 'exit':breakserver_response=sk.recv(1024)print (str(server_response,"utf8"))
sk.close()

固然田大脸皮够厚，但是落花有意流水无情，阿芳誓死不从，不给机会和你聊也白搭（server端也需要有while）。

背景：某天，阿芳孤独难耐，决定调整状态想和多人聊一聊找个合适的(虽然不是并发，但是可以在不重新开启server的前提下与多人聊天)，于是田大抓住了机会，俩人一顿深聊后…田大放弃了。

阿芳（server端）

import socketip_port = ('127.0.0.1',8870)
sk = socket.socket()
sk.bind(ip_port)
sk.listen(2)
print ("服务端启动...")while True:conn,address = sk.accept()print(address)while True:try:client_data=conn.recv(1024)except:print("意外中断")breakprint (str(client_data,"utf8"))server_response=input(">>>")conn.sendall(bytes(server_response,"utf8"))conn.close()

田大（client端）

import socket
ip_port = ('127.0.0.1',8888)
sk = socket.socket()
sk.connect(ip_port)
print ("客户端启动:")while True:inp = input('>>>')sk.sendall(bytes(inp,"utf8"))if inp == 'exit':breakserver_response=sk.recv(1024)print (str(server_response,"utf8"))
sk.close()

这样如果客户端发的数据就是空数据的话岂不是也意外退出，那不就bug啦？

其实不用担心，如果客户端send了一个空数据后客户端继续向下执行，而server端的recv方法会继续阻塞，直到接收到一个非空数据才会继续向下执行。

而stop_button的退出会使client_data成为一个空数据继续向下执行，所以可以依据代码意外退出。

2.5 实例（模拟qq聊天室）

server端

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)

client端

import socket
BUFSIZE=1024
udp_client_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)qq_name_dic={'aa':('127.0.0.1',8081),'bb':('127.0.0.1',8081),'vv':('127.0.0.1',8081),'dd':('127.0.0.1',8081),
}while True:qq_name=input('请选择聊天对象: ').strip()while True:msg=input('请输入消息,回车发送,输入q结束和他的聊天: ').strip()if msg == 'q':breakif not msg or not qq_name or qq_name not in qq_name_dic:continueudp_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()

socket参数的详解

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

3. 黏包现象

让我们基于tcp先制作一个远程执行命令的程序:
server端

import socket
import subprocess
ip_port = ('127.0.0.1',8879)
sk = socket.socket()
sk.bind(ip_port)
sk.listen(5)
print ("服务端启动...")
while True:conn,address = sk.accept()while True:try:client_data=conn.recv(1024)except Exception:breakprint (str(client_data,"utf8"))print ("waiting...")# server_response=input(">>>")# conn.sendall(bytes(server_response,"utf8"))cmd=str(client_data,"utf8").strip()cmd_call=subprocess.Popen(cmd,shell=True,stdout=subprocess.PIPE)cmd_result=cmd_call.stdout.read()if len(cmd_result)==0:cmd_result=b"no output!"conn.sendall(cmd_result)print('send data size',len(cmd_result))print('******************')print('******************')print('******************')conn.close()

client端

import socket
ip_port = ('127.0.0.1',8879)
sk = socket.socket()
sk.connect(ip_port)
print ("客户端启动：")
while True:inp = input('cdm:>>>').strip( )if len(inp)==0:continueif inp=="q":breaksk.sendall(bytes(inp,"utf8"))server_response=sk.recv(1024)print (str(server_response,"gbk"))print('receive data size',len(server_response))if inp == 'exit':break
sk.close()

同时执行多条命令之后，得到的结果很可能只有一部分，在执行其他命令的时候又接收到之前执行的另外一部分结果，这种显现就是黏包。

注意：只有TCP有粘包现象，UDP永远不会粘包

3.1 黏包成因

TCP协议中的数据传递

1、tcp协议的拆包机制

当发送端缓冲区的长度大于网卡的MTU时，tcp会将这次发送的数据拆成几个数据包发送出去。 MTU是Maximum Transmission Unit的缩写。意思是网络上传送的最大数据包。MTU的单位是字节。 大部分网络设备的MTU都是1500。如果本机的MTU比网关的MTU大，大的数据包就会被拆开来传送，这样会产生很多数据包碎片，增加丢包率，降低网络速度。

2、面向流的通信特点和Nagle算法

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。
对于空消息：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），也可以被发送，udp协议会帮你封装上消息头发送过去。
可靠黏包的tcp协议：tcp的协议数据不会丢，没有收完包，下次接收，会继续上次继续接收，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。

基于tcp协议特点的黏包现象成因

发送端可以是一K一K地发送数据，而接收端的应用程序可以两K两K地提走数据，当然也有可能一次提走3K或6K数据，或者一次只提走几个字节的数据。
也就是说，应用程序所看到的数据是一个整体，或说是一个流（stream），一条消息有多少字节对应用程序是不可见的，因此TCP协议是面向流的协议，这也是容易出现粘包问题的原因。
而UDP是面向消息的协议，每个UDP段都是一条消息，应用程序必须以消息为单位提取数据，不能一次提取任意字节的数据，这一点和TCP是很不同的。
怎样定义消息呢？可以认为对方一次性write/send的数据为一个消息，需要明白的是当对方send一条信息的时候，无论底层怎样分段分片，TCP协议层会把构成整条消息的数据段排序完成后才呈现在内核缓冲区。

例如基于tcp的套接字客户端往服务端上传文件，发送时文件内容是按照一段一段的字节流发送的，在接收方看了，根本不知道该文件的字节流从何处开始，在何处结束

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。

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。
对于空消息：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），也可以被发送，udp协议会帮你封装上消息头发送过去。
不可靠不黏包的udp协议：udp的recvfrom是阻塞的，一个recvfrom(x)必须对唯一一个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。

补充说明： udp和tcp一次发送数据长度的限制

用UDP协议发送时，用sendto函数最大能发送数据的长度为：65535- IP头(20) – UDP头(8)＝65507字节。用sendto函数发送数据时，如果发送数据长度大于该值，则函数会返回错误。（丢弃这个包，不进行发送）
用TCP协议发送时，由于TCP是数据流协议，因此不存在包大小的限制（暂不考虑缓冲区的大小），这是指在用send函数时，数据长度参数不受限制。而实际上，所指定的这段数据并不一定会一次性发送出去，如果这段数据比较长，会被分段发送，如果比较短，可能会等待和下一次数据一起发送。

3.2 会发生黏包的两种情况

情况一 发送方的缓存机制

发送端需要等缓冲区满才发送出去，造成粘包（发送数据时间间隔很短，数据了很小，会合到一起，产生粘包）

server

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()

client

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('egg'.encode('utf-8'))

情况二 接收方的缓存机制

接收方不及时接收缓冲区的包，造成多个包接收（客户端发送了一段数据，服务端只收了一小部分，服务端下次再收的时候还是从缓冲区拿上次遗留的数据，产生粘包）

server端

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 egg'.encode('utf-8'))

总结
黏包现象只发生在tcp协议中：

1.从表面上看，黏包问题主要是因为发送方和接收方的缓存机制、tcp协议面向流通信的特点。

2.实际上，主要还是因为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

3.3 黏包的解决方案

解决方案一
问题的根源在于，接收端不知道发送端将要传送的字节流的长度，所以解决粘包的方法就是围绕，如何让发送端在发送数据前，把自己将要发送的字节流总大小让接收端知晓，然后接收端来一个死循环接收完所有数据。

server端

import socket,time
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
res=s.connect_ex(('127.0.0.1',8080))while True:msg=input('>>: ').strip()if len(msg) == 0:continueif msg == 'quit':breaks.send(msg.encode('utf-8'))length=int(s.recv(1024).decode('utf-8'))s.send('recv_ready'.encode('utf-8'))send_size=0recv_size=0data=b''while recv_size < length:data+=s.recv(1024)recv_size+=len(data)print(data.decode('utf-8'))

client端

import socket,subprocess
ip_port=('127.0.0.1',8080)
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)s.bind(ip_port)
s.listen(5)while True:conn,addr=s.accept()print('客户端',addr)while True:msg=conn.recv(1024)if not msg:breakres=subprocess.Popen(msg.decode('utf-8'),shell=True,\stdin=subprocess.PIPE,\stderr=subprocess.PIPE,\stdout=subprocess.PIPE)err=res.stderr.read()if err:ret=errelse:ret=res.stdout.read()data_length=len(ret)conn.send(str(data_length).encode('utf-8'))data=conn.recv(1024).decode('utf-8')if data == 'recv_ready':conn.sendall(ret)conn.close()

存在的问题：
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

解决方案进阶
刚刚的方法，问题在于我们我们在发送

我们可以借助一个模块，这个模块可以把要发送的数据长度转换成固定长度的字节。这样客户端每次接收消息之前只要先接受这个固定长度字节的内容看一看接下来要接收的信息大小，那么最终接受的数据只要达到这个值就停止，就能刚好不多不少的接收完整的数据了。

struct模块

该模块可以把一个类型，如数字，转成固定长度的bytes

>>> struct.pack('i',1111111111111)struct.error: 'i' format requires -2147483648 <= number <= 2147483647 #这个是范围

import json,struct
#假设通过客户端上传1T:1073741824000的文件a.txt#为避免粘包,必须自定制报头
header={'file_size':1073741824000,'file_name':'/a/b/c/d/e/a.txt','md5':'8f6fbf8347faa4924a76856701edb0f3'} #1T数据,文件路径和md5值#为了该报头能传送,需要序列化并且转为bytes
head_bytes=bytes(json.dumps(header),encoding='utf-8') #序列化并转成bytes,用于传输#为了让客户端知道报头的长度,用struck将报头长度这个数字转成固定长度:4个字节
head_len_bytes=struct.pack('i',len(head_bytes)) #这4个字节里只包含了一个数字,该数字是报头的长度#客户端开始发送
conn.send(head_len_bytes) #先发报头的长度,4个bytes
conn.send(head_bytes) #再发报头的字节格式
conn.sendall(文件内容) #然后发真实内容的字节格式#服务端开始接收
head_len_bytes=s.recv(4) #先收报头4个bytes,得到报头长度的字节格式
x=struct.unpack('i',head_len_bytes)[0] #提取报头的长度head_bytes=s.recv(x) #按照报头长度x,收取报头的bytes格式
header=json.loads(json.dumps(header)) #提取报头#最后根据报头的内容提取真实的数据,比如
real_data_len=s.recv(header['file_size'])
s.recv(real_data_len)

import struct
import binascii
import ctypesvalues1 = (1, 'abc'.encode('utf-8'), 2.7)
values2 = ('defg'.encode('utf-8'),101)
s1 = struct.Struct('I3sf')
s2 = struct.Struct('4sI')print(s1.size,s2.size)
prebuffer=ctypes.create_string_buffer(s1.size+s2.size)
print('Before : ',binascii.hexlify(prebuffer))
# t=binascii.hexlify('asdfaf'.encode('utf-8'))
# print(t)s1.pack_into(prebuffer,0,*values1)
s2.pack_into(prebuffer,s1.size,*values2)print('After pack',binascii.hexlify(prebuffer))
print(s1.unpack_from(prebuffer,0))
print(s2.unpack_from(prebuffer,s1.size))s3=struct.Struct('ii')
s3.pack_into(prebuffer,0,123,123)
print('After pack',binascii.hexlify(prebuffer))
print(s3.unpack_from(prebuffer,0))

使用struct解决黏包

借助struct模块，我们知道长度数字可以被转换成一个标准大小的4字节数字。因此可以利用这个特点来预先发送数据长度。

import socket,struct,json
import subprocess
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) #就是它，在bind前加phone.bind(('127.0.0.1',8080))phone.listen(5)while True:conn,addr=phone.accept()while True:cmd=conn.recv(1024)if not cmd:breakprint('cmd: %s' %cmd)res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE)err=res.stderr.read()print(err)if err:back_msg=errelse:back_msg=res.stdout.read()conn.send(struct.pack('i',len(back_msg))) #先发back_msg的长度conn.sendall(back_msg) #在发真实的内容conn.close()

#_*_coding:utf-8_*_
import socket,time,structs=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
res=s.connect_ex(('127.0.0.1',8080))while True:msg=input('>>: ').strip()if len(msg) == 0:continueif msg == 'quit':breaks.send(msg.encode('utf-8'))l=s.recv(4)x=struct.unpack('i',l)[0]print(type(x),x)# print(struct.unpack('I',l))r_s=0data=b''while r_s < x:r_d=s.recv(1024)data+=r_dr_s+=len(r_d)# print(data.decode('utf-8'))print(data.decode('gbk')) #windows默认gbk编码

我们还可以把报头做成字典，字典里包含将要发送的真实数据的详细信息，然后json序列化，然后用struck将序列化后的数据长度打包成4个字节（4个自己足够用了）

4. socket的更多方法介绍

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
s.sendall() 发送TCP数据
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

官方文档对socket模块下的socket.send()和socket.sendall()解释如下：

• socket.send(string[, flags])
  send()的返回值是发送的字节数量，这个数量值可能小于要发送的string的字节数，也就是说可能无法发送string中所有的数据。如果有错误则会抛出异常
• socket.sendall(string[, flags])
  尝试发送string的所有数据，成功则返回None，失败则抛出异常。

下面两段代码是等价的：

#sock.sendall(‘Hello world\n’)

#buffer = ‘Hello world\n’
#while buffer:
#bytes = sock.send(buffer)
#buffer = buffer[bytes:]

5. 验证客户端链接的合法性

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¹ 的方式来实现

服务端：

#_*_coding:utf-8_*_
from socket import *
import hmac,ossecret_key=b'linhaifeng bang bang bang'
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()returnprint('链接合法,开始通信')while True:data=conn.recv(bufsize)if not data:breakconn.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=1024server_handler(ip_port,bufsize)

客户端(合法)

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
from socket import *
import hmac,ossecret_key=b'linhaifeng bang bang bang'
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:continueif data == 'quit':breaktcp_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=1024client_handler(ip_port,bufsize)

客户端(非法:不知道加密方式)

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
from socket import *def client_handler(ip_port,bufsize=1024):tcp_socket_client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)tcp_socket_client.connect(ip_port)while True:data=input('>>: ').strip()if not data:continueif data == 'quit':breaktcp_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=1024client_handler(ip_port,bufsize)

客户端(非法:不知道secret_key)

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
from socket import *
import hmac,ossecret_key=b'linhaifeng bang bang bang1111'
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:continueif data == 'quit':breaktcp_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=1024client_handler(ip_port,bufsize)

6. socketserver

虽说用Python编写简单的网络程序很方便，但复杂一点的网络程序还是用现成的框架比较好。这样就可以专心事务逻辑，而不是套接字的各种细节。SocketServer模块简化了编写网络服务程序的任务。同时SocketServer模块也是Python标准库中很多服务器框架的基础。

socketserver模块可以简化网络服务器的编写，Python把网络服务抽象成两个主要的类，一个是Server类，用于处理连接相关的网络操作，另外一个则是RequestHandler类，用于处理数据相关的操作。并且提供两个MixIn 类，用于扩展 Server，实现多进程或多线程。

Server类：
它包含了种五种server类，BaseServer(不直接对外服务)。TCPServer使用TCP协议，UDPServer使用UDP协议，还有两个不常使用的，即UnixStreamServer和UnixDatagramServer,这两个类仅仅在unix环境下有用(AF_unix)。

server端

import socketserver
class Myserver(socketserver.BaseRequestHandler):def handle(self):self.data = self.request.recv(1024).strip()print("{} wrote:".format(self.client_address[0]))print(self.data)self.request.sendall(self.data.upper())if __name__ == "__main__":HOST, PORT = "127.0.0.1", 9999# 设置allow_reuse_address允许服务器重用地址socketserver.TCPServer.allow_reuse_address = True# 创建一个server, 将服务地址绑定到127.0.0.1:9999server = socketserver.TCPServer((HOST, PORT),Myserver)# 让server永远运行下去，除非强制停止程序server.serve_forever()

client端

import socketHOST, PORT = "127.0.0.1", 9999
data = "hello"# 创建一个socket链接，SOCK_STREAM代表使用TCP协议
with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as sock:sock.connect((HOST, PORT))          # 链接到客户端sock.sendall(bytes(data + "\n", "utf-8")) # 向服务端发送数据received = str(sock.recv(1024), "utf-8")# 从服务端接收数据print("Sent:     {}".format(data))
print("Received: {}".format(received))

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1. “加盐”。具体来说就是在原有材料（用户自定义密码）中加入其它成分（一般是用户自有且不变的因素），以此来增加系统复杂度。当这种盐和用户密码相结合后，再通过摘要处理，就能得到隐蔽性更强的摘要值。 ↩︎