网络编程基础【day08】：socke编程入门

本节内容

  1. OSI七层模型
  2. socke通信介绍
  3. 简单socket实例
  4. 通过socket实现简单ssh客户端

OSI七层模型

socke通信介绍

一、概述 　　

　　socket通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。

　　socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，对于文件用【打开】【读写】【关闭】模式来操作。socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）

二、关系图

  • file模块是针对某个指定文件进行【打开】【读写】【关闭】
  • socket模块是针对 服务器端 和 客户端Socket 进行【打开】【读写】【关闭】

三、代码逻辑图

四、socket概念

4.1 Socket Families(地址簇)

  1. socket.AF_UNIX unix本机进程间通信 
  2. socket.AF_INET　IPV4　
  3. socket.AF_INET6  IPV6

4.2 Socket Types

  1. socket.SOCK_STREAM  #for tcp
  2. socket.SOCK_DGRAM   #for udp 
  3. 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。
  4. 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。
  5. socket.SOCK_SEQPACKET #废弃了

简单socket实例

一、概述

　　之前我们只是介绍了soket的概念和一些逻辑图表，下面我们来看看，socket的客户端和服务端到底是怎么用的？

二、socket实例

2.1 客户端

2.1.1 客户端代码逻辑图

2.1.2 客户端代码


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import  socket   #导入socket模块

client = socket.socket()  #创建socket实例

client.connect(("localhost",6969))  #建立连接

send_data = "hello word!"   #发送的字符串

send_data = send_data.encode() #因为发送是bytes类型，所以这边先转码成bytes类型

client.send(send_data)  #发送数据，这边发送的是字节类型，也就是bytes类型

data = client.recv(1024)  #接收服务端的数据，这边设置接收1024字节  1kb=1024字节

print("server rece:",data.decode())

client.close()   #关闭与服务端的链接

2.2 服务端

2.2.1 服务端代码逻辑图 

2.2.2 服务端代码


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import socket

sever = socket.socket()  #创建服务端实例

sever.bind(("localhost",6969))   #绑定客户端ip和端口

sever.listen()   #监听端口

print("我在电话了....")

conn,addr = sever.accept()   #接收客户端，并且返回连接标志位(conn)实例，和对方的ip地址(addr)

data = conn.recv(1024)   #接收客户端发过来的数据，接收的也是bytes类型的数据

print("我的电话来了")

print("client data:",data.decode())

conn.send(data.upper())  #发送数据至服务端，注意这边发送的也是字节类型，是bytes类型

sever.close()  #关闭服务端

三、总结

  1. python2中可客户端或者服务端均可发送字符串和字节，但是在python3中只能发字节，也就bytes类型的比特流
  2. 服务端接收客户端的链接时，会返回跟客户端的链接标志位的实例和对方ip地址+随机端口号
  3. 此例子只是TCP/IP协议的socket链接，后面继续学习UDP的链接

通过socket实现简单ssh客户端

一、概述

　　本篇博客讲一下，如果socket客户端断了，另外的客户端怎么接入服务端，还有模拟ssh的链接等。

二、socket发送中文

　　因为在python 3中只能接受bytes类型的数据，bytes类型只能接受ASCII码里面的数据类型。因为bytes类型是一个ASCII 0-255的数字组合。所以在客户端向服务端传中文时一定要先转成bytes类型，也就是encode()，接收方需要解码，也就是decode()才能识别中文。

2.1、发送中文代码

①客户端


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import  socket

client = socket.socket()

client.connect(("localhost",6969))

msg = "小高最帅了"

client.send(msg.encode())  #传中文至服务端，需要先编码

server_data  = client.recv(1024)

print("recv：",server_data)   #未解码

print("recv：",server_data.decode())   #解码

client.close()

#输出

recv： b‘\xe5\xb0\x8f\xe9\xab\x98\xe6\x9c\x80\xe5\xb8\x85\xe4\xba\x86‘  #bytes类型

recv： 小高最帅了   #字符串

②服务端


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import socket

sever = socket.socket()

sever.bind(("127.0.0.1",6969))  #绑定ip地址和端口

sever.listen()   #监听

conn,address = sever.accept()   #获取接收实例和ip地址

print("电话来了")

client_data = conn.recv(1024)   #接收客户端数据

print("recv:",client_data)

print("recv:",client_data.decode())

conn.send(client_data)   #发送给客户端

sever.close()

#输出

电话来了

recv: b‘\xe5\xb0\x8f\xe9\xab\x98\xe6\x9c\x80\xe5\xb8\x85\xe4\xba\x86‘  #bytes类型

recv: 小高最帅了   #解码后的结果

注意了：所有的数据发送和接收都用bytes类型就可以了，省的有什么异常情况。

三、重复发送和多次接收

　　上面的代码只能客户端只能发送一次，服务端接收一次，就这么结束了，感觉很不爽，那怎么实现客户端发送多次，服务端接收多次呐？

3.1、重复发送和多次接收代码

①客户端

说明：客户端在发送处设置死循环(while  True)，实现重复发送。


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import  socket

client = socket.socket()

client.connect(("localhost",6969))

while True:    #进入死循环，设置无限次发送

    msg = input(">>>:")

    client.send(msg.encode())

    data  = client.recv(1024)

    print("recv：",data.decode())

client.close()

②服务端

说明：服务端在接收时，设置死循环，实现重复接收。


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import socket

sever = socket.socket()

sever.bind(("127.0.0.1",6969))

sever.listen()

conn,address = sever.accept()   #接收连接实例

print("电话来了")

while True:   #设置死循环，接收多次

    data = conn.recv(1024)

    print("recv:",data.decode())

    conn.send(data)

sever.close()

注：这边注意了，在服务端，while True千万不能写在conn,address = sever.accept()前面，这个是为什么呢？因为客户端跟服务端只能实现建立一个连接，如果你把while True放在前面，则服务端接收数据后，又要重新建立一个新的等待连接，这样，客户端和服务端都会卡主。

服务端的代码如下：

表现现象：

3.2、处理多个链接

说明：我们在客户端一起链接服务端，我们都知道，一个服务端只能跟一个客户端进行链接通信，那如果说，我这个正在通信的客户端断开跟服务端的通信，那其他的某个客户端就能跟客户端正常通信了，这个实验一定要在Linux服务器上去完成，因为在Windows上就是只要客户端一断开，服务端就断开了。

跟上面一样，客户端的代码没有变，我们现在来变一下服务端的代码：


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import socket

sever = socket.socket()

sever.bind(("127.0.0.1",6969))

sever.listen()

while True: #在建立连接之前加一个死循环

    conn,address = sever.accept()

    print("电话来了")

　　count = 0   #加一个计数器

    while True:

        data = conn.recv(1024)

　　　　 if not data:break   #这边如果接受客户端数据为空，则重新建立连接

        print("recv:",data.decode())

        conn.send(data)

　　　　 count += 1

sever.close()

注意：上面if not data:break这段代码不写的后果是：当客户端断开链接时，服务端进入死循环，不断接收客户端的空数据。

现象如图：

①客户端

②服务端

3.3、 客户端发送数据为空

说明：我们之前演示都是客户端输入内容，服务端给出相应，那客户端输入的是空的话，服务端会有什么反映呐？

客户端代码如图：

服务端代码跟上面的一样，执行结果如下：

客户端：

服务端：

原因是：客户端输入的为空，服务端还一直以为客户端在send，然后都卡主了。

那代码怎么改进呢？代码改进如下：

客户端代码：


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import  socket

client = socket.socket()

client.connect(("localhost",6969))

while True:

    msg = input(">>>:")

    if len(msg) == 0:continue   #这边判断输入的字符是否为空，为空就跳过

    client.send(msg.encode())

    data  = client.recv(1024)

    print("recv：",data.decode())

client.close()

表现现象：

客户端：

服务端：

四、模拟ssh客户端

4.1、模拟ssh访问

说明：以下代码，是在Linux下环境，而且还是python2.7的环境，如果是python 3的话，需要编码和解码。

①客户端


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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服务端


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#! /usr/bin/env python

# -*- coding:utf-8 -*-

import socket,os   #导入os模块

sever = socket.socket()

sever.bind(("127.0.0.1",6969))

sever.listen(5)  #最大允许有多少个链接

while True:

    conn,address = sever.accept()

    print("电话来了")

    count = 0

    while True:

        data = conn.recv(1024)

        if not data:break

        res = os.popen(data).read()   #调用linux命令

        conn.send(res)   #执行的命令返回值

sever.close()

注：conn.send(res)这边如果需要发送全部的话，需要conn.sendall(res)

4.2、下载文件

①客户端


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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)   #这边设置的大一点，防止文件的内容接收不到

    with open("test_put","wb") as test_put_file:   #把下载下来的内容写入到文件中

        test_put_file.write(data)

client.close()

②服务端


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import socket

sever = socket.socket()

sever.bind(("127.0.0.1",6969))

sever.listen()

conn,address = sever.accept()

print("电话来了")

while True:

    data = conn.recv(1024)

    if not data:

        print("数据为空")

        break

    with open("test","rb") as test_file:

        all_data_bytes = test_file.read()   #读取需要下载的文件，发送给客户端

    conn.sendall(all_data_bytes)

sever.close()

注意：这边客户端的接收时有限制的，如果超出了客户端的限制，客户端只接收自己的一部分，而剩余的会在还是在缓冲去，下一次服务端再send的时候，不会发新数据，先把缓冲区剩下的数据发送到客户端。

如图：

时间： 2024-10-14 10:23:14

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