五 Python之socket網絡編程

<1>socket概念

socket通常也稱作"套接字"，用于描述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。ocket本質上就是在2臺網絡互通的電腦之間，架設一個通道，兩臺電腦通過這個通道來實現數據的互相傳遞。

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建立一個socket必須至少有2端， 一個服務端，一個客戶端， 服務端被動等待并接收請求，客戶端主動發起請求， 連接建立之后，雙方可以互發數據。

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注：服務端與客戶端之間數據的傳輸均為字符串，注意編碼 解碼

?<2>簡單客服端與客戶端通信

client端：

#_*_coding:utf-8_*_
#__author__:"shikai"import socket
client=socket.socket()                     #聲明socket類型，并生成socket連接對象
client.connect(("localhost",1234))      #連接服務器IP和端口
while True:cmd=input("輸入指令：").strip()client.send(cmd.encode())            #發送消息data=client.recv(1024)                #接收數據print("recv:",data)client.close()

server端：

#!_*_coding:utf-8_*_
#__author__:"shikai"import socket
server=socket.socket()                #聲明socket類型，并生成socket連接對象
server.bind(("localhost",1234))     #綁定IP和端口
server.listen()                       #監聽
while True:print("開始等電話了")conn,addr=server.accept()          # 阻塞狀態  等待連接 (accept回返回兩個數據conn和addr)#coon就是客服端連接之后，服務器為其生成的一個連接實例print(conn,addr)while True:print("接電話了")data=conn.recv(1024)             #接收數據print("recv:",data)conn.send(data.upper())         #處理并發送返回  （把小寫變成大寫）server.close()

sk.bind(address)

　　s.bind(address) 將套接字綁定到地址。address地址的格式取決于地址族。在AF_INET下，以元組（host,port）的形式表示地址。

sk.listen(backlog)

　　開始監聽傳入連接。backlog指定在拒絕連接之前，可以掛起的最大連接數量。

? ? ? backlog等于5，表示內核已經接到了連接請求，但服務器還沒有調用accept進行處理的連接個數最大為5
? ? ? 這個值不能無限大，因為要在內核中維護連接隊列

sk.setblocking(bool)

　　是否阻塞（默認True），如果設置False，那么accept和recv時一旦無數據，則報錯。

sk.accept()

　　接受連接并返回（conn,address）,其中conn是新的套接字對象，可以用來接收和發送數據。address是連接客戶端的地址。

　　接收TCP 客戶的連接（阻塞式）等待連接的到來

sk.connect(address)

　　連接到address處的套接字。一般，address的格式為元組（hostname,port）,如果連接出錯，返回socket.error錯誤。

sk.connect_ex(address)

　　同上，只不過會有返回值，連接成功時返回 0 ，連接失敗時候返回編碼，例如：10061

sk.close()

　　關閉套接字

sk.recv(bufsize[,flag])

　　接受套接字的數據。數據以字符串形式返回，bufsize指定最多可以接收的數量。flag提供有關消息的其他信息，通常可以忽略。

sk.recvfrom(bufsize[.flag])

　　與recv()類似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收數據的字符串，address是發送數據的套接字地址。

sk.send(string[,flag])

　　將string中的數據發送到連接的套接字。返回值是要發送的字節數量，該數量可能小于string的字節大小。即：可能未將指定內容全部發送。

sk.sendall(string[,flag])

　　將string中的數據發送到連接的套接字，但在返回之前會嘗試發送所有數據。成功返回None，失敗則拋出異常。

? ? ? 內部通過遞歸調用send，將所有內容發送出去。

sk.sendto(string[,flag],address)

　　將數據發送到套接字，address是形式為（ipaddr，port）的元組，指定遠程地址。返回值是發送的字節數。該函數主要用于UDP協議。

sk.settimeout(timeout)

　　設置套接字操作的超時期，timeout是一個浮點數，單位是秒。值為None表示沒有超時期。一般，超時期應該在剛創建套接字時設置，因為它們可能用于連接的操作（如 client 連接最多等待5s ）

sk.getpeername()

　　返回連接套接字的遠程地址。返回值通常是元組（ipaddr,port）。

sk.getsockname()

　　返回套接字自己的地址。通常是一個元組(ipaddr,port)

sk.fileno()

　　套接字的文件描述符

<3>實現多數據批量傳輸

?按照設定的值每次傳輸數據最多1024大小，如果要傳輸的數據大于1024則分批依次傳輸完成，為防止粘包問題在兩次傳輸之間添加一次確認消息確認即可

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client端：

#_*_coding:utf-8_*_
#__author__:"shikai"import socket,osclient=socket.socket()
client.connect(("localhost",6969))
while True:cmd=input("輸入指令：").strip()if len(cmd)==0:continue                     #入如果長度為0則繼續輸入client.send(cmd.encode("utf-8"))             #發送的數據      --->1cmd_res_size=client.recv(1024)                #接受的數據長度 (要解碼)print("要接收數據大小：",cmd_res_size)client.send("準備接收數據請發送：".encode("utf-8"))received_size=0received_data=b""while received_size < int(cmd_res_size):       #如果接受的長度小于文件本身長度就持續接受data=client.recv(1024)             #接受數據received_size+=len(data)received_data+=dataelse:print("接收最終大小：",received_size)print(received_data.decode())
client.close()

server端：

#_*_coding:utf-8_*_
#__author__:"shikai"#ssh_服務器端
import socket,os
server=socket.socket()
server.bind(("localhost",6969))
server.listen()while True:coon,addr=server.accept()while True:data=coon.recv(1024)         #接收來的數據     ---->1接受命令if not data:       #客戶端沒有數據發送就斷開print("客戶端已斷開")breakcmd_res=os.popen(data.decode()).read()    #解碼發送來的命令，執行結果也是字符串print("傳輸數據大小:",len(cmd_res.encode()))    #長度編碼if len(cmd_res)==0:          #如果client沒有輸入命令cmd_res="cmd has no output"coon.send(str(len(cmd_res.encode())).encode("utf-8"))        #發送數據大小給客戶端(編碼成機器語言)client_ack=coon.recv(1024)                        #解決兩次發送之間存在的粘包問題print("準備發送數據：",client_ack.decode())coon.send(cmd_res.encode("utf-8"))           #發送的數據(編碼成機器識別的utf-8格式)print("send over...")server.close()

　　

?<4>socket與文件傳輸、添加hashlib認證

hashlib產生md5值，認證傳輸的文件是否唯一，先產生文件md5值作為檢查標準，然后依次發送文件md5，最后做對比驗證。客戶端 實現從服務器現在下載文件，先接收服務器端發送文件md5值,然后依次接收文件md5值在驗證文件下載是否正確。

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#!_*_coding:utf-8_*_
#__author__:"shikai"
#ftp 客戶端 （實現從服務器現在下載文件）
import socket,hashlib
client=socket.socket()
client.connect(("localhost",6969))
while True:cmd=input("輸入指令：").strip()if len(cmd)==0:continue                    #入如果長度為0則繼續輸入if cmd.startswith("get"):               #輸入get文件名(檢查是否以指定字符串開頭)
        client.send(cmd.encode())file_size=client.recv(1024)            #接收文件大小file_total_size=int(file_size.decode())client.send(b"ready to recv file")received_size=0filename=cmd.split()[1]             #文件名就是發來數據的第二個f=open(filename+".nwe","wb")  #以二進制寫入m=hashlib.md5()while received_size<file_total_size:if file_total_size-received_size>1024:  #要接收的不止一次size=1024else:size=file_total_size-received_sizeprint("the last recv:",size)data=client.recv(size)            #接收文件received_size+=len(data)m.update(data)                    #分次調用接收md5值
            f.write(data)else:md5_nwe=m.hexdigest()server_md5=client.recv(1024)             #接收服務器發送的md5值print("傳輸完成",file_size,file_total_size)print("兩次md5：",md5_nwe,server_md5)f.close()client.close()

#_*_coding:utf-8_*_
#__author__:"shikai"
#ftp_服務器端   (實現發送文件功能)
import socket,os,hashlib
server=socket.socket()
server.bind(("localhost",6969))
server.listen()while True:coon,addr=server.accept()while True:print("等待新指令：")data=coon.recv(1024)         #接收來的命令要求if not data:       #客戶端沒有數據發送就斷開print("客戶端已斷開")breakcmd,filename=data.decode().split()  #獲取文件名if os.path.isfile(filename):     #判斷文件是否存在m = hashlib.md5()f=open(filename,"rb")filesize=os.stat(filename).st_size      #獲取文件大小coon.send(str(filesize).encode())        #發送文件大小coon.recv(1024)               #等待客戶端確認for line in f:m.update(line)            #分次調用接收md5值
                coon.send(line)#print("file md5:",m.hexdigest())
            f.close()coon.send(m.hexdigest().encode())       #發送md5值確認print("send done.......")server.close()

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?<5>socketserver多并發

SocketServer內部使用 IO多路復用 以及 “多線程” 和 “多進程” ，從而實現并發處理多個客戶端請求的Socket服務端。即：每個客戶端請求連接到服務器時，Socket服務端都會在服務器是創建一個“線程”或者“進程” 專門負責處理當前客戶端的所有請求。

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ThreadingTCPServer方法實現的Soket服務器內部會為每個client創建一個 “線程”，該線程用來和客戶端進行交互。

#_*_coding:utf-8_*_
#__author__:"shikai"import socket
client=socket.socket()                   #聲明socket類型，并生成socket連接對象
client.connect(("localhost",6969))      #連接服務器IP和端口
while True:cmd=input("輸入指令：").strip()client.send(cmd.encode())            #發送消息
data=client.recv(1024)                #接收數據print("recv:",data)client.close()

#!_*_coding:utf-8_*_
#__author__:"shikai"import socketserver
class MyTCPHandler(socketserver.BaseRequestHandler):def handle(self):while True:try:self.data=self.request.recv(1024).strip()         #接收數據print("{} wrote:".format(self.client_address[0]))print(self.data)self.request.send(self.data.upper())           #將數據轉化為大寫發送except ConnectionResetError as e:      #抓取連接異常print("err:",e)break
if __name__=="__main__":          #手動執行程序HOST,PORT="localhost",6969#為每個client端創建一個進程或線程server=socketserver.ThreadingTCPServer((HOST,PORT),MyTCPHandler)    #ThreadingTCPServer 多并發擦操作server.serve_forever()

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?<6>paramiko模塊

paramiko是用python語言寫的一個模塊，遵循SSH2協議，支持以加密和認證的方式，該模塊基于SSH用于連接遠程服務器并執行相關操作

1：獲得密鑰對命令行輸入：ssh-keygen

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安裝

pip install paramiko

　　

SSHClient??連接遠程服務器并執行基本命令

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基于用戶名密碼連接：

#_*_coding:utf-8_*_
#__author__:"shikai"import paramiko
ssh=paramiko.SSHClient()      #實例化ssh 客戶端
#允許連接不再host 文件中的主機
ssh.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy())#連接服務器
ssh.connect(hostname="localhost",port=22,username="shikai",password="123")
#執行命令
stdin,stdout,stderr=ssh.exec_command("df")   #返回：標準輸入 輸出 錯誤命令三種結果
#獲取命令結果
res=stdout.read()
ssh.close()

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基于公鑰密鑰連接：

#無需密碼遠程連接主機（把公鑰給主機，自己保存私鑰）

#_*_coding:utf-8_*_
#__author__:"shikai"
#無需密碼遠程連接主機（把公鑰給主機，自己保存私鑰）
import paramiko
private_key=paramiko.RSAKey.from_private_key_file("id_rsa")    #私鑰儲存目錄ssh=paramiko.SSHClient()
#允許連接不再know_host文件中的主機
ssh.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy)
#連接主機
ssh.connect(hostname="localhost",port=22,username="shikai",pkey=private_key)
#執行命令
stdin,stdout,sterr=ssh.exec_command("df")          #返回：標準輸入 輸出 錯誤命令三種結果
#獲取結果
res=stdout.read()
#關閉連接
ssh.close()

　　

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SFTPClient

用于連接遠程服務器并執行上傳下載

基于用戶名密碼上傳下載：

import paramikotransport = paramiko.Transport(('hostname',22))
transport.connect(username='shikai',password='123')sftp = paramiko.SFTPClient.from_transport(transport)# 將location.py 上傳至服務器 /tmp/test.py
sftp.put('/tmp/location.py', '/tmp/test.py')# 將remove_path 下載到本地 local_path
sftp.get('remove_path', 'local_path')transport.close()

基于公鑰密鑰上傳下載：

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import paramikoprivate_key = paramiko.RSAKey.from_private_key_file('/home/auto/.ssh/id_rsa')  #私鑰文件路徑transport = paramiko.Transport(('hostname', 22))
transport.connect(username='shikai', pkey=private_key )sftp = paramiko.SFTPClient.from_transport(transport)# 將location.py 上傳至服務器 /tmp/test.py
sftp.put('/tmp/location.py', '/tmp/test.py')# 將remove_path 下載到本地 local_path
sftp.get('remove_path', 'local_path')transport.close()

　　

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