python的网络编程

一 、客户端/服务器架构

1、硬件C/S架构(打印机)

2、软件C/S架构

　　互联网中处处是C/S架构，如黄色网站是服务端，你的浏览器是客户端（B/S架构也是C/S架构的一种）腾讯作为服务端为你提供视频，你得下个腾讯视频客户端才能看它的视频）

C/S架构与socket的关系：

我们学习socket就是为了完成C/S架构的开发

C/S架构
Client<=====================>Server
客户端软件 send 服务端软件recv
操作系统 操作系统
计算机硬件<===============>计算机硬件

B/S架构

Browser<=====================>Server

二 、网络通信

　　网络存在的意义就是跨地域数据传输==>称为通信
　　网络=物理链接介质+（互联网通信协议）通信标准

三、osi七层

　　引子：须知一个完整的计算机系统是由硬件、操作系统、应用软件三者组成,具备了这三个条件，一台计算机系统就可以自己跟自己玩了（打个单机游戏，玩个扫雷啥的）如果你要跟别人一起玩，那你就需要上网了，什么是互联网？

　　互联网的核心就是由一堆协议组成，协议就是标准，比如全世界人通信的标准是英语如果把计算机比作人，互联网协议就是计算机界的英语。所有的计算机都学会了互联网协议，那所有的计算机都就可以按照统一的标准去收发信息从而完成通信了。

　　人们按照分工不同把互联网协议从逻辑上划分了层级，

详见网络通信原理：http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5937962.html

为何学习socket一定要先学习互联网协议：

1.首先：本节课程的目标就是教会你如何基于socket编程，来开发一款自己的C/S架构软件

2.其次：C/S架构的软件（软件属于应用层）是基于网络进行通信的

3.然后：网络的核心即一堆协议，协议即标准，你想开发一款基于网络通信的软件，就必须遵循这些标准。

4.最后：就让我们从这些标准开始研究，开启我们的socket编程之旅

四、 socket是什么

　　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。

　　所以，我们无需深入理解tcp/udp协议，socket已经为我们封装好了，我们只需要遵循socket的规定去编程，写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的。

也有人将socket说成ip+port，ip是用来标识互联网中的一台主机的位置，而port是用来标识这台机器上的一个应用程序，ip地址是配置到网卡上的，而port是应用程序开启的，ip与port的绑定就标识了互联网中独一无二的一个应用程序
而程序的pid是同一台机器上不同进程或者线程的标识

五、 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和基于网络型的。

　　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

　　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)

六 、套接字工作流程

​ 　　一个生活中的场景。你要打电话给一个朋友，先拨号，朋友听到电话铃声后提起电话，这时你和你的朋友就建立起了连接，就可以讲话了。等交流结束，挂断电话结束此次交谈。 生活中的场景就解释了这工作原理。

 

​ 图3

　　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

socket()模块函数用法

import socket
socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)
socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默认值为 0。

获取tcp/ip套接字
tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

获取udp/ip套接字
udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

由于 socket 模块中有太多的属性。我们在这里破例使用了'from module import *'语句。使用 'from socket import *',我们就把 socket 模块里的所有属性都带到我们的命名空间里了,这样能 大幅减短我们的代码。
例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

 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(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

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

socket实验推演流程

1：用打电话的流程快速描述socket通信
2：服务端和客户端加上基于一次链接的循环通信
3：客户端发送空，卡主，证明是从哪个位置卡的
服务端：
from socket import *
phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
phone.bind(('127.0.0.1',8081))
phone.listen(5)

conn,addr=phone.accept()
while True:
    data=conn.recv(1024)
    print('server===>')
    print(data)
    conn.send(data.upper())
conn.close()
phone.close()
客户端：
from socket import *

phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
phone.connect(('127.0.0.1',8081))

while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    phone.send(msg.encode('utf-8'))
    print('client====>')
    data=phone.recv(1024)
    print(data)

说明卡的原因：缓冲区为空recv就卡住，引出原理图


4.演示客户端断开链接，服务端的情况，提供解决方法

5.演示服务端不能重复接受链接，而服务器都是正常运行不断来接受客户链接的

6:简单演示udp
服务端
from socket import *
phone=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
phone.bind(('127.0.0.1',8082))
while True:
    msg,addr=phone.recvfrom(1024)
    phone.sendto(msg.upper(),addr)
客户端
from socket import *
phone=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
while True:
    msg=input('>>: ')
    phone.sendto(msg.encode('utf-8'),('127.0.0.1',8082))
    msg,addr=phone.recvfrom(1024)
    print(msg)

udp客户端可以并发演示
udp客户端可以输入为空演示，说出recvfrom与recv的区别，暂且不提tcp流和udp报的概念，留到粘包去说

读者勿看：socket实验推演流程

 七、基于TCP的套接字

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

tcp服务端

ss = socket() #创建服务器套接字
ss.bind()      #把地址绑定到套接字
ss.listen()      #监听链接
inf_loop:      #服务器无限循环
    cs = ss.accept() #接受客户端链接
    comm_loop:         #通讯循环
        cs.recv()/cs.send() #对话(接收与发送)
    cs.close()    #关闭客户端套接字
ss.close()        #关闭服务器套接字(可选)

tcp客户端

1 cs = socket()    # 创建客户套接字
2 cs.connect()    # 尝试连接服务器
3 comm_loop:        # 通讯循环
4     cs.send()/cs.recv()    # 对话(发送/接收)
5 cs.close()            # 关闭客户套接字

socket通信流程与打电话流程类似，我们就以打电话为例来实现一个low版的套接字通信

# 服务端
# _*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)  #电话卡
BUFSIZE=1024                #收发消息的尺寸
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机
s.bind(ip_port) #手机插卡
s.listen(5)     #手机待机


conn,addr=s.accept()            #手机接电话
# print(conn)
# print(addr)
print('接到来自%s的电话' %addr[0])

msg=conn.recv(BUFSIZE)             #听消息,听话
print(msg,type(msg))

conn.send(msg.upper())          #发消息,说话

conn.close()                    #挂电话

s.close()                       #手机关机

# 客户端
#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)
BUFSIZE=1024
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

s.connect_ex(ip_port)           #拨电话

s.send('linhaifeng nb'.encode('utf-8'))         #发消息,说话(只能发送字节类型)

feedback=s.recv(BUFSIZE)                           #收消息,听话
print(feedback.decode('utf-8'))

s.close()                                       #挂电话

加上链接循环与通信循环

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
import socket
ip_port=('127.0.0.1',8081)#电话卡
BUFSIZE=1024
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机
s.bind(ip_port) #手机插卡
s.listen(5)     #手机待机

while True:                         #新增接收链接循环,可以不停的接电话
    conn,addr=s.accept()            #手机接电话
    # print(conn)
    # print(addr)
    print('接到来自%s的电话' %addr[0])
    while True:                         #新增通信循环,可以不断的通信,收发消息
        msg=conn.recv(BUFSIZE)             #听消息,听话

        # if len(msg) == 0:break        #如果不加,那么正在链接的客户端突然断开,recv便不再阻塞,死循环发生

        print(msg,type(msg))

        conn.send(msg.upper())          #发消息,说话

    conn.close()                    #挂电话

s.close()                       #手机关机

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
import socket
ip_port=('127.0.0.1',8081)
BUFSIZE=1024
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

s.connect_ex(ip_port)           #拨电话

while True:                             #新增通信循环,客户端可以不断发收消息
    msg=input('>>: ').strip()
    if len(msg) == 0:continue
    s.send(msg.encode('utf-8'))         #发消息,说话(只能发送字节类型)

    feedback=s.recv(BUFSIZE)                           #收消息,听话
    print(feedback.decode('utf-8'))

s.close()                                       #挂电话

问题：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（如果不懂，请深入研究1.tcp三次握手，四次挥手 2.syn洪水攻击 3.服务器高并发情况下会有大量的time_wait状态的优化方法）

解决方法：

# 解决方法一
#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))

# 解决方法二
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
 
然后执行 /sbin/sysctl -p 让参数生效。
 
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

以下代码是我照猫画虎写的代码，不感兴趣的读者可以跳过。

# encoding=utf-8
# auther：lsj
# TCP服务端
import socket

# 1、买手机
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # AF_INET 基于网络通信  SOCK_STREAM:流式协议也就是TCP协议

# 2、绑定手机卡(IP地址，port端口号0-65535，1024以前的都被系统保留使用)
phone.bind(('127.0.0.1',8080))

# 3、开机 backlog=5指的是半连接池的大小
phone.listen(5)
print('服务端启动完成，监听地址为：%s:%s' %('127.0.0.1',8080))

# 4、等待电话链接请求：拿到电话链接
conn,client_adr = phone.accept()
print("链接名",conn)
print("客户端的IP和端口：",client_adr)

# 5、通信收发消息
data = conn.recv(1024)  # 1024指的是最大接收到数据量位1024Bytes，收到的是bytes类型
print("客户端发来的消息：",data.decode('utf-8'))
conn.send(data.upper())

# 6、关闭链接conn
conn.close()

# 7、关机（可选操作）
phone.close()

运行结果：

服务端启动完成，监听地址为：127.0.0.1:8080
链接名 <socket.socket fd=520, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 8080), raddr=('127.0.0.1', 59986)>
客户端的IP和端口： ('127.0.0.1', 59986)
客户端发来的消息： hello lsj 哈哈哈

# encoding=utf-8
# auther：lsj
# 模拟客户端
import socket

# 1、买手机
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # AF_INET 基于网络通信  SOCK_STREAM:流式协议也就是TCP协议

# 2、拨通服务端电话:(服务端的IP和端口)
phone.connect(("127.0.0.1",8080))

# 3、通信:字符串转换成bytes类型
phone.send("hello lsj 哈哈哈".encode('utf-8'))
data = phone.recv(1024)
print(data.decode('utf-8'))

# 4、关闭链接（必选的回收资源的操作）
phone.close()

运行结果：
HELLO LSJ 哈哈哈

 Bug1：上面代码的问题是：当客户端输入“空格”键时会出现

请输入要发送是消息：>>>> 
 

客户端发一个空，会出现使服务端等待的问题，

# 客户端
# 3、通信:字符串转换成bytes类型
while True:
    msg = input("请输入要发送是消息：>>>>").strip()
    # if msg == 'quit':break
    if len(msg) == 0:continue  # 解决客户端输入一个空，使服务端等待的问题
    phone.send(msg.encode('utf-8'))
    data = phone.recv(1024)
    print(data.decode('utf-8'))

 客户端的send是在发送系统调用

 recv获取数据

收发只是自己跟自己的底层打交道

Bug2:假如客户端终止运行，不同系统出现不同状态

(1) windows系统会崩溃

# 针对windows系统的解决办法
# 服务端
# 5、通信收发消息
while True:
    try:
        data = conn.recv(1024)  # 1024指的是最大接收到数据量位1024Bytes，收到的是bytes类型
        if len(data) == 0:
            # 在linux系统中，一旦data收到的是空
            # 意味着是一种异常的行为：客户端非法断开了链接
            break
        print("客户端发来的消息：",data.decode('utf-8'))
        conn.send(data.upper())
    except Exception:
        # 针对windows系统
        break

(2）Linux系统会陷入死循环

# 针对linux系统的解决办法
# 服务端
# 5、通信收/发消息
while True:
    data = conn.recv(1024)  # 1024指的是最大接收到数据量位1024Bytes，收到的是bytes类型
    if len(data) == 0:
        # 在linux系统中，一旦data收到的是空
        # 意味着是一种异常的行为：客户端非法断开了链接
        break
    print("客户端发来的消息：",data.decode('utf-8'))
    conn.send(data.upper())

半连接池的使用

# 服务端
# 3、开机 backlog=5指的是半连接池的大小
phone.listen(5)

 一个在工作，5个进入半连接池等待上一个工作结束。第7个进入的程序会报错

 八、基于UDP协议的套接字通信

udp是无链接的，先启动哪一端都不会报错

udp服务端

1 ss = socket()   #创建一个服务器的套接字
2 ss.bind()       #绑定服务器套接字
3 inf_loop:       #服务器无限循环
4     cs = ss.recvfrom()/ss.sendto() # 对话(接收与发送)
5 ss.close()                         # 关闭服务器套接字

udp客户端

cs = socket()   # 创建客户套接字
comm_loop:      # 通讯循环
    cs.sendto()/cs.recvfrom()   # 对话(发送/接收)
cs.close()                      # 关闭客户套接字

udp套接字简单示例

# udp服务端
#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)
BUFSIZE=1024
udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

udp_server_client.bind(ip_port)

while True:
    msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)
    print(msg,addr)

    udp_server_client.sendto(msg.upper(),addr)

# udp客户端
#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)
BUFSIZE=1024
udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    if not msg:continue

    udp_server_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)

    back_msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)
    print(back_msg.decode('utf-8'),addr)

qq聊天(由于udp无连接，所以可以同时多个客户端去跟服务端通信)

# udp服务端
#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
import socket
ip_port=('127.0.0.1',8081)
udp_server_sock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) #买手机
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:33[1;44m%s33[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)

# udp客户端1
#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
import socket
BUFSIZE=1024
udp_client_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

qq_name_dic={
    '狗哥alex':('127.0.0.1',8081),
    '瞎驴':('127.0.0.1',8081),
    '一棵树':('127.0.0.1',8081),
    '武大郎':('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: ').strip()
        if msg == 'quit':break
        if not msg or not qq_name or qq_name not in qq_name_dic:continue
        udp_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:33[1;44m%s33[0m' %(addr[0],addr[1],back_msg.decode('utf-8')))

udp_client_socket.close()

# udp客户端2
#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
import socket
BUFSIZE=1024
udp_client_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

qq_name_dic={
    '狗哥alex':('127.0.0.1',8081),
    '瞎驴':('127.0.0.1',8081),
    '一棵树':('127.0.0.1',8081),
    '武大郎':('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: ').strip()
        if msg == 'quit':break
        if not msg or not qq_name or qq_name not in qq_name_dic:continue
        udp_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:33[1;44m%s33[0m' %(addr[0],addr[1],back_msg.decode('utf-8')))

udp_client_socket.close()

服务端运行结果

客户端1运行结果

客户端2运行结果

时间服务器

# ntp服务端
#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
from socket import *
from time import strftime

ip_port=('127.0.0.1',9000)
bufsize=1024

tcp_server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
tcp_server.bind(ip_port)

while True:
    msg,addr=tcp_server.recvfrom(bufsize)
    print('===>',msg)
    
    if not msg:
        time_fmt='%Y-%m-%d %X'
    else:
        time_fmt=msg.decode('utf-8')
    back_msg=strftime(time_fmt)

    tcp_server.sendto(back_msg.encode('utf-8'),addr)

tcp_server.close()

# ntp客户端
#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',9000)
bufsize=1024

tcp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)

while True:
    msg=input('请输入时间格式(例%Y %m %d)>>: ').strip()
    tcp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)

    data=tcp_client.recv(bufsize)

    print(data.decode('utf-8'))

tcp_client.close()

以下代码是我照猫画虎写的，不感兴趣的读者可以跳过

# 服务端
# encoding=utf-8
# auther：lsj
# 模拟服务端
# 服务端应该满足的特点：
"""
1、一直提供服务
2、并发地提供服务
"""
import socket

server=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) # 数据报协议:UDP协议
# 必须绑定IP端口
server.bind(('127.0.0.1',8080))

data,client_adr = server.recvfrom(1024)
while True:
    server.sendto(data.upper(),client_adr)
    server.close()

# 客户端
# encoding=utf-8
# auther：lsj
# 模拟客户端
import socket
client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
while True:
    msg=input('>>>:').strip()
    client.sendto(msg.encode('utf-8'),('127.0.0.1',8080))
    # data,server_addr = client.recvfrom(1024)
    res = client.recvfrom(1024)
    print(res)
client.close()

TCP协议也叫流式协议

UDP协议也叫报式协议

九、基于tcp实现远程执行命令

# encoding=utf-8
# auther：lsj
# 基于TCP协议实现远程执行命令程序-->服务端

# 服务端满足两个特点：
# 特点一：一直对外提供服务
# 特点二：并发地服务多个客户端
import subprocess
from socket import *
server = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
server.bind(('127.0.0.1',8080))
server.listen(5)
# 服务端做的两件事
# 一、从循环的半连接池中取出链接请求与其建立双向链接，拿到链接对象
while True:
    conn,client_addr = server.accept()
    # 二、拿到链接对象，与其进行通信循环
    while True:
        try:
            cmd = conn.recv(1024)
            if len(cmd) == 0:break
            # conn.send(cmd.upper())
            # conn.send(命令的执行结果)
            obj=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),
                             shell=True,
                             stdout=subprocess.PIPE,
                             stderr=subprocess.PIPE)
            stdout_res = obj.stdout.read()     # 返回的是bytes类型
            stderr_res = obj.stderr.read()
            conn.send(stdout_res+stderr_res)  # 字符串拼接
        except Exception:
            break
    conn.close()

# encoding=utf-8
# auther：lsj
# 基于TCP协议实现远程执行命令程序-->客户端

from socket import *

client = socket(AF_INET,SOCK_STREAM) # AF_INET:基于网络通信，SOCK_STREAM:基于TCP协议
client.connect(('127.0.0.1',8080))

while True:
    cmd = input('请输入命令>>:').strip()
    if len(cmd) == 0:continue
    client.send(cmd.encode('utf-8'))
    cmd_res = client.recv(1024) # 本次接收，最大接收1024Bytes（我们发送的命令越简单越好所以1024就够了）
    print(cmd_res.decode('GBK')) # 强调：windows系统用gbk，Linux系统用utf-8。

先启动服务端后启动客户端，运行结果如下：

请输入命令>>:ls
'ls' 不是内部或外部命令，也不是可运行的程序
或批处理文件。

请输入命令>>:ipconfig

Windows IP 配置

无线局域网适配器 本地连接* 1:

   媒体状态  . . . . . . . . . . . . : 媒体已断开连接
   连接特定的 DNS 后缀 . . . . . . . : 

...后面还有信息，因为粘包问题展示不全，当再次输入其他命令时，先要把之前的剩余信息展示全

请输入命令>>:jmeter
-X            输出非标准选项的帮助
    -ea[:<packagename>...|:<classname>]
    -enableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
                  按指定的粒度启用断言
    -da[:<packagename>...|:<classname>]
    -disableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
                  禁用具有指定粒度的断言
    -esa | -enablesystemassertions
                  启用系统断言
    -dsa | -disablesystemassertions
                  禁用系统断言
    -agentlib:<libname>[=<选项>]
                  加载本机代理库 <libname>, 例如 -agentlib:hprof
                  另请参阅 -agentlib:jdwp=help 和 -agentlib:hprof=help
    -agentpath:<pathname>[=<选项>]
                  按完整路径名加载本机代理库
    -javaagent:<jarpath>[=<选项>]
                  加载 Java 编程语言代理, 请参阅 java.lang.instrument
    -splash:<imagepath>
                  使用指定的图像显示启动屏幕
有关详细信息, 请参阅 http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/documentation/index.html。
java version "1.8.0_192"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0

十、粘包问题

粘包问题出现的原因

1、tcp是流式协议，数据像水流一样黏在一起，没有任何边界区分。
2、收数据没收干净，有残留，就会与下一次结果混淆在一起。
解决的核心法门是：每次都收干净，不要任何残留

粘包的产生：由于客户端中recv(1024）接收的数据量有限

cmd_res = client.recv(1024) # 本次接收，最大接收1024Bytes（我们发送的命令越简单越好所以1024就够了）

在程序运行输出时没有一次输出干净，下此运行其他命令时会首先输出上一次的残留，然后再输出本次命令

我们可以这样解决么？

cmd_res = client.recv(1024000000000000000000000) # 

运行结果如下：

请输入命令>>:ipconfig
Traceback (most recent call last):
  File "D:/pycharm/oldboy_29/day037/day037_02基于TCP协议实现远程执行命令程序/客户端.py", line 14, in <module>
    cmd_res = client.recv(1024000000000000) # 本次接收，最大接收1024Bytes（我们发送的命令越简单越好所以1024就够了）
MemoryError

 十一、基于tcp实现远程执行命令的粘包问题的解决办法一

# 客户端
# encoding=utf-8
# auther：lsj
# 基于TCP协议实现远程执行命令程序-->客户端

from socket import *
import struct

client = socket(AF_INET,SOCK_STREAM) # AF_INET:基于网络通信，SOCK_STREAM:基于TCP协议
client.connect(('127.0.0.1',8080))

while True:
    cmd = input('请输入命令>>:').strip()
    if len(cmd) == 0:continue
    client.send(cmd.encode('utf-8'))
    # 解决粘包问题思路：
    # 第一步、先收到固定长度的头：解析出数据描述的信息，包括数据的总大小total_size
    header =client.recv(4)
    total_size=struct.unpack('i',header)[0]
    # 第二步：根据解析出的描述信息，接收真实的数据
    # 2、recv_size=0循环接收，每接收一次,recv_size+=接收的长度
    # 3、直到recv_size=total_size
    # total_size=1440 # 该处不能写死，需要获取到服务端传过来的长度，该长度固定
    recv_size=0
    cmd_res=b''
    # with open('a.mp4',mode='wb') as f: # 针对文件的操作
    #     while True:
    #         recv_data=client.recv(1024)
    #         f.write(recv_data)
    #         recv_size+=len(res)
    #         cmd_res+=recv_data
    while recv_size < total_size:
        recv_data=client.recv(1024)
        recv_size+=len(recv_data)
        print(recv_data.decode('gbk'),end='')
    else:
        print()

# 服务端
# encoding=utf-8
# auther：lsj
# 基于TCP协议实现远程执行命令程序-->服务端

# 服务端满足两个特点：
# 特点一：一直对外提供服务
# 特点二：并发地服务多个客户端
import subprocess
from socket import *
import struct
server = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
server.bind(('127.0.0.1',8080))
server.listen(5)
# 服务端做的两件事
# 一、从循环的半连接池中取出链接请求与其建立双向链接，拿到链接对象
while True:
    conn,client_addr = server.accept()
    # 二、拿到链接对象，与其进行通信循环
    while True:
        try:
            cmd = conn.recv(1024)
            if len(cmd) == 0:break
            # conn.send(cmd.upper())
            # conn.send(命令的执行结果)
            obj=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),
                             shell=True,
                             stdout=subprocess.PIPE,
                             stderr=subprocess.PIPE)
            stdout_res = obj.stdout.read()     # 返回的是bytes类型
            stderr_res = obj.stderr.read()
            total_size=len(stdout_res)+len(stderr_res)  # total_size是int类型，我们要将int类型转换成Bytes类型

            # print(len(stdout_res),len(stderr_res))
            # conn.send(stdout_res+stderr_res)  # 字符串拼接
            # 1、先发头信息（固定长度的Bytes），对数据描述信息（描述信息包含：）
            # int-->bytes类型
            # conn.send(str(total_size).encode('utf-8'))
            header=struct.pack('i',total_size)
            conn.send(header)
            # 2、再发真实信息
            conn.send(stdout_res)              # 上面的处理方法修改成
            conn.send(stderr_res)

            with open('1.mp4',mode='rb') as f:
                for line in f:
                    conn.send(line)
        except Exception:
            break
    conn.close()

十二、基于tcp实现远程执行命令的粘包问题的解决办法二（终极办法）

# 服务端
# encoding=utf-8
# auther：lsj
# 基于TCP协议实现远程执行命令程序解决粘包终极版-->服务端

# 服务端满足两个特点：
# 特点一：一直对外提供服务
# 特点二：并发地服务多个客户端
import subprocess
from socket import *
import struct
import json

server = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
server.bind(('127.0.0.1',8080))
server.listen(5)
# 服务端做的两件事
# 一、从循环的半连接池中取出链接请求与其建立双向链接，拿到链接对象
while True:
    conn,client_addr = server.accept()
    # 二、拿到链接对象，与其进行通信循环
    while True:
        try:
            cmd = conn.recv(1024)
            if len(cmd) == 0:break
            # conn.send(cmd.upper())
            # conn.send(命令的执行结果)
            obj=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),
                             shell=True,
                             stdout=subprocess.PIPE,
                             stderr=subprocess.PIPE)
            stdout_res = obj.stdout.read()     # 返回的是bytes类型
            stderr_res = obj.stderr.read()
            total_size=len(stdout_res)+len(stderr_res)  # total_size是int类型，我们要将int类型转换成Bytes类型
            # 1、制作头
            header_dic={  # 把头信息做成字典
                'filename':'a.txt',
                'total_size':total_size,
                'md5':'12345678'
            }

            json_str=json.dumps(header_dic)  # 把字典转换成json格式的字符串信息
            # print(type(json_str))  # <class 'str'>
            json_str_bytes = json_str.encode('utf-8')  # 转换成bytes
            # print(type(json_str_bytes))  # <class 'bytes'>

            # 2、先把头的长度发过去
            header_size=struct.pack('i',len(json_str_bytes))
            conn.send(header_size)
            # 3、发送头信息
            conn.send(json_str_bytes)
            # 4、再发真实信息
            conn.send(stdout_res)              # 上面的处理方法修改成
            conn.send(stderr_res)

            # 接收端思路：
            # 1、先收到4字节，从中提取接下来要收的头的长度
            # 2、json_str_bytes=recv(头的长度)
            #     json_str=json_str_bytes.decode('utf-8')
            #     header_dic=json.loads(json_str)
            #     print(header_dic)
            #     total_size=header_dic['total_size']
            with open('1.mp4',mode='rb') as f:
                for line in f:
                    conn.send(line)
        except Exception:
            break
    conn.close()

# 客户端
# encoding=utf-8
# auther：lsj
# 基于TCP协议实现远程执行命令程序解决粘包终极版-->客户端

from socket import *
import struct
import json

client = socket(AF_INET,SOCK_STREAM) # AF_INET:基于网络通信，SOCK_STREAM:基于TCP协议
client.connect(('127.0.0.1',8080))

while True:
    cmd = input('请输入命令>>:').strip()
    if len(cmd) == 0:continue
    client.send(cmd.encode('utf-8'))
    # 接收端思路：
    # 1、先收到4字节，从中提取接下来要收的头的长度
    header_size=client.recv(4)
    header_len=struct.unpack('i',header_size)[0]
    # 2、接收头，并解析
    json_str_bytes=client.recv(header_len)
    json_str=json_str_bytes.decode('utf-8')
    header_dic=json.loads(json_str)
    print(header_dic)
    total_size=header_dic['total_size']
    recv_size=0
    while recv_size < total_size:
        recv_data=client.recv(1024)
        recv_size+=len(recv_data)
        print(recv_data.decode('gbk'),end='')
    else:
        print()