python基礎-網路編程part02

TCP協議

TCP是傳輸控制協議，建立雙向通道。

三次握手，建立連接

• 客戶端向服務端發送建立連接的請求
• 服務端接收請求返回確認信息給客戶端，並向客戶端發送建立連接的請求
• 客戶端接收請求返回確認信息給服務端

反饋機制：一次請求必須有一次響應。即收到請求後，必須告知對方已收到請求。

四次揮手，斷開連接

• 客戶端向服務端發送斷開連接的請求
• 服務端接收請求返回確認信息發給客戶端
• 服務端確認所有數據接收完畢以後，發送斷開連接的請求給客戶端
• 客戶端接收請求返回確認信息給服務端

socket套接字通信

定義：python內置的模塊，又稱套接字，用來封裝互聯網協議(應用層以下的層)

作用：實現互聯網協議應用層以下的工作，提高開發效率

使用方式：見代碼

• 服務端server.py

import socket

# 獲取socket 對象
server = socket.socket()
# 綁定服務端ip 地址和埠
# 127.0.0.1是迴環地址，表示本機ip
server.bind(('127.0.0.1', 8080))
# 半連接池，表示可以同時讓多少個客戶端訪問。
# 一個客戶端正在交互，剩下的等待交互，listen(n):n+1個客戶端
server.listen(5)
# 阻塞，直到客戶端訪問，返回連接請求和客戶端IP
conn, client = server.accept()
# 接收客戶端發送的信息並列印
# 接收預設最大位元組數：1024（可根據記憶體自行調整）
client_data = conn.recv(1024).decode('utf-8')
print(f"來自客戶端的消息：{client_data}")
# 向客戶端發送消息
send_msg = input("請輸入指令>>>>>：").strip().encode('utf-8')
conn.send(send_msg)

# 關閉連接
conn.close()
# 關閉服務
server.close()

• 客戶端client.py

import socket

# 創建socket對象
client = socket.socket()
# 向服務端請求連接
client.connect(('127.0.0.1', 9527))
# 向服務端發送數據，send只接收二進位數據
client_msg = input("請輸入要發送給服務端的信息>>>>:").strip()
client.send(client_msg.encode('utf-8'))
# 接收服務端返回的數據
# 接收預設最大位元組數：1024（可根據記憶體自行調整）
client_data = client.recv(1024).decode('utf-8')
print(f"來自服務端的消息：{client_data}")
# 關閉連接
client.close()

註意：

• 先啟動服務端，再啟動客戶端
• 一次數據請求必須有一次響應，服務端和客戶端不能同時發送請求或同時接收請求

粘包現象

• 現象一：數據多次發送時間間隔短，且量少時，接送一次讀取了信息，後續讀取記錄為空

# 客戶端.py
import socket

server = socket.socket()
server.connect(("127.0.0.1", 9527))

# 連續發送
server.send(b"hello")
server.send(b"hello")
server.send(b"hello")

server.close()

# 服務端.py
import socket
from socket import SOL_SOCKET
from socket import SO_REUSEADDR

server = socket.socket()
server.setsockopt(SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1)
server.bind(("127.0.0.1", 9527))
server.listen(5)
conn, client = server.accept()

data1 = conn.recv(1024)
data2 = conn.recv(1024)
data3 = conn.recv(1024)

print(data1)
print(data2)
print(data3)

conn.close()
server.close()

輸出結果

b'hellohellohello'
b''
b''

• 現象二：當發送數據的位元組數超出每次接收的最大限制數，會將上次沒有接收完的記錄在下次接收

# 客戶端.py
import socket

client = socket.socket()
client.connect(('127.0.0.1', 9527))
client.send(b'hello world!')
client.send(b'lift is smart!')
client.close()

# 服務端.py
import socket
from socket import SOL_SOCKET
from socket import SO_REUSEADDR

server = socket.socket()
server.setsockopt(SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1)
server.bind(('127.0.0.1', 9527))
server.listen(5)

conn, client = server.accept()

re_data1 = conn.recv(5).decode('utf-8')
re_data2 = conn.recv(5).decode('utf-8')

print(re_data1)
print(re_data2)
conn.close()
server.close()

輸出結果

hello
 worl

struct模塊—解決粘包問題

定義：python內置的模塊，可以將 固定長度的數據，打包成固定格式的長度

作用：將真實數據，做成一個固定長度的報頭，客戶端發送給服務端，服務端可以接收報頭（反之亦然）。然後對報頭進行解包，獲取真實數據的長度，進行接收即可。

使用，以現象二舉例（實質都一樣解決）

# 客戶端.py
import socket
import struct

client = socket.socket()
client.connect(('127.0.0.1', 9527))
msg1 = 'hello world!'
# 使用struct模塊中的pack方法，模式‘i’表示4個位元組
# 將要發送的數據長度打包成一個header
header1 = struct.pack('i', len(msg1))
# 先將報頭髮送給服務端
client.send(header1)
# 再將真實數據發送給服務端
client.send(msg1.encode('utf-8'))

# 服務端.py
import socket
import struct

server = socket.socket()
server.bind(('127.0.0.1', 9527))
server.listen(5)
conn, client = server.accept()

# 讀取報頭
header = conn.recv(4)
# 使用struct.unpack 解析真實數據長度
header_len = struct.unpack('i', header)[0]

# 讀取真實數據
re_data = conn.recv(header_len)

print(re_data.decode('utf-8'))
conn.close()
server.close()