Scoket层
- Scoket层在应用层和传输层之间
一、什么是socket
- 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。
二、套接字发展史及分类
- 套接字起源于 20 世纪 70 年代加利福尼亚大学伯克利分校版本的 Unix,即人们所说的 BSD Unix
- 因此,有时人们也把套接字称为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”
- 一开始,套接字被设计用在同 一台主机上多个应用程序之间的通讯
- 这也被称进程间通讯,或 IPC。套接字有两种(或者称为有两个种族),分别是
- 基于文件型的
- 基于网络型的。
[1]基于文件类型的套接字家族
- 套接字家族的名字:
- AF_UNIX
- unix一切皆文件
- 基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据
- 两个套接字进程运行在同一机器
- 可以通过访问同一个文件系统间接完成通信
[2]基于网络类型的套接字家族**
- 套接字家族的名字:
- AF_INET
- (还有AF_INET6被用于ipv6,还有一些其他的地址家族,不过,他们要么是只用于某个平台,要么就是已经被废弃,或者是很少被使用,或者是根本没有实现
- 所有地址家族中,AF_INET是使用最广泛的一个
- python支持很多种地址家族,但是由于我们只关心网络编程,所以大部分时候我么只使用AF_INET)
三、套接字工作流程
[1]服务端流程
- 先从服务器端说起。
- 服务器端先初始化Socket
- 然后与端口绑定(bind),对端口进行监听(listen)
- 调用accept阻塞,等待客户端连接。
- 在这时如果有个客户端初始化一个Socket
- 然后连接服务器(connect)
- 如果连接成功,这时客户端与服务器端的连接就建立了。
- 客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求
- 然后把回应数据发送给客户端,客户端读取数据
- 最后关闭连接,一次交互结束
[2]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
[3]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
[4]公共用途的函数
- s.recv() 接收TCP数据
- s.send() 发送TCP数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)
- s.sendall() 发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用send直到发完)
- 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
[5]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
[6]面向文件的套接字函数
- 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
四、基于TCP的套接字
[1]方法简介
- tcp是基于连接的
- 必须先启动服务端
- 然后再启动客户端去链接服务端
(1)TCP服务端
server = socket() #创建服务器套接字
server.bind() #把地址绑定到套接字
server.listen() #监听链接
inf_loop: #服务器无限循环
conn = server.accept() #接受客户端链接
comm_loop: #通讯循环
conn.recv()/conn.send() #对话(接收与发送)
conn.close() #关闭客户端套接字
server.close() #关闭服务器套接字(可选)
(2)TCP客户端
client = socket() # 创建客户套接字
client.connect() # 尝试连接服务器
comm_loop: # 通讯循环
client.send()/client.recv() # 对话(发送/接收)
client.close() # 关闭客户套接字
[2]案例演示
- 服务端
import socket
IP = '127.0.0.1'
PORT = 8080
server = socket.socket()
server.bind((IP, PORT))
server.listen(5)
while True:
conn, addr = server.accept()
msg_from_client = conn.recv(1024)
msg_from_client = msg_from_client.decode('utf-8')
print(f'这是来自客户端的信息:{msg_from_client}')
while True:
msg_send_to_client = input('请输入要发送到客户端的信息:').strip()
if not len(msg_send_to_client):
continue
msg_send_to_client = msg_send_to_client.encode('utf-8')
conn.send(msg_send_to_client)
break
if msg_send_to_client.decode('utf-8') == 'q':
break
conn.close()
server.close()
- 客户端
import socket
while True:
client = socket.socket()
IP = '127.0.0.1'
PORT = 8080
client.connect((IP, PORT))
while True:
msg_send_to_server = input(f'请输入发送发到服务器端的信息:').strip()
if not len(msg_send_to_server):
continue
msg_send_to_server = msg_send_to_server.encode('utf-8')
client.send(msg_send_to_server)
break
if msg_send_to_server.decode('utf-8') == 'q':
break
msg_from_server = client.recv(1024)
msg_from_server = msg_from_server.decode('utf-8')
if msg_from_server == 'q':
break
print(f'这是来自服务器端的信息:{msg_from_server}')
client.close()
- bug
- 当多个客户端连接服务端时,如果服务端输入‘q’想要断开连接,只有正在与服务端交互的客户端会收到‘q’并结束进程,其他的客户端只能报错,强制结束进程
五、基于UDP的套接字
- udp是无链接的,先启动哪一端都不会报错
[1]方法简介
(1)UDP服务端
server = socket() #创建一个服务器的套接字
server.bind() #绑定服务器套接字
inf_loop: #服务器无限循环
conn = server.recvfrom()/conn.sendto() # 对话(接收与发送)
server.close() # 关闭服务器套接字
(2)UDP客户端
client = socket() # 创建客户套接字
comm_loop: # 通讯循环
client.sendto()/client.recvfrom() # 对话(发送/接收)
client.close() # 关闭客户套接字
[2]案例演示
- 服务端
import socket
IP = '127.0.0.1'
PORT = 8080
server = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
server.bind((IP, PORT))
msg_from_client, addr = server.recvfrom(1024)
msg_from_client = msg_from_client.decode('utf-8')
print(f'这是来自客户端的信息:{msg_from_client}')
print(addr)
while True:
msg_send_to_client = input('请输入要发送到客户端的信息:').strip()
if not len(msg_send_to_client):
continue
msg_send_to_client = msg_send_to_client.encode('utf-8')
server.sendto(msg_send_to_client, addr)
break
- 客户端
import socket
IP = '127.0.0.1'
PORT = 8080
client = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
msg_send_to_server = input('请输入发送到服务端的信息:')
msg_send_to_server = msg_send_to_server.encode('utf-8')
client.sendto(msg_send_to_server, (IP, PORT))
msg_from_server, addr = client.recvfrom(1024)
msg_from_server = msg_from_server.decode('utf-8')
print(msg_from_server)
print(addr)
六、补充(转载自)
【1】问题引入
- 有的同学在重启服务端时可能会遇到
- 这个是由于你的服务端仍然存在四次挥手的time_wait状态在占用地址
【2】解决方法
(1)方法一
#加入一条socket配置,重用ip和端口
phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它,在bind前加
phone.bind(('127.0.0.1',8080))
(2)方法二
- 发现系统存在大量TIME_WAIT状态的连接,通过调整linux内核参数解决
vi /etc/sysctl.conf
- 编辑文件,加入以下内容
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
-
参数说明
net.ipv4.tcp_syncookies = 1 # 表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时,启用cookies来处理,可防范少量SYN攻击,默认为0,表示关闭; net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 # 表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接,默认为0,表示关闭; net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 # 表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收,默认为0,表示关闭。 net.ipv4.tcp_fin_timeout # 修改系統默认的 TIMEOUT 时间
-
然后执行 /sbin/sysctl -p 让参数生效。
/sbin/sysctl -p
标签:Scoket,send,server,client,msg,接字,socket
From: https://www.cnblogs.com/taoyuanshi/p/18084477