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一、预备知识

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发包:

C请求,S同意后并我也要挖隧道,C才可以挖隧道到S。(三次握手)

结束发包:

C请求,S确认,S请求,C确认(四次挥手)

UDP协议:传输不可靠,但不需要建管道,直接按IP发过去

总结:①TCP传输可靠,但效率低

②UDP传输不可靠,但效率高

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2.2 TCP

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2.2.1 服务端

由上图可知,服务端需要先建立SOCKET链接,首先需要导入socket模块,并链接。

1 import socket2 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

之后就需要绑定(主机,端口号)到套接字,开始监听。其中绑定时,IP号和端口号是元组,并且端口号是0-65535,但其中0-1024是给操作系统的,使用需要管理员权限。监听,其中5代表最大链接数量。

s.bind(('127.0.0.1',8080))#0-65535:0-1024给操作系统使用s.listen(5)

紧接着,服务器通过一个永久循环来接收来自客户端的连接,accept()会一直等待,知道客户端发来信息(暂只考虑单线程情况)。

1 while True:#链接循环2 conn,client_addr=s.accept()

接下来就是收发消息了,并需要进行通信循环。

1 #收发消息2 while True:#通信循环3 try:4 data=conn.recv(1024) #1024表示接收数据的最大数,单位是bytes5 print('客户端的数据',data)6 conn.send(data.upper())7 except ConnectionResetError:8 break9 conn.close()

接下来就是关闭套接字。

1 s.close()

2.2.2 客户端

首先和服务端一样,需要先建立SOCKET链接,首先需要导入socket模块,并链接。

1 import socket2 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

之后通过(主机IP号,端口号)到套接字连接。

1 s.connect(('127.0.0.1',8080))

之后发收消息,同样有着通信循环,和服务端相比,由于没有等待连接,因此少个链接循环。

1 #发收消息2 while True:#通信循环3 msg=input('>>').strip()4 phone.send(msg.encode('utf-8'))5 data=phone.recv(1024)6 print(data.decode('utf-8'))

接下来就是关闭套接字。

1 s.close()

2.3 UDP协议

相比TCP协议,UDP是面向无连接的协议,因此使用UDP协议时,不需要建立连接,只需要知道对方的IP地址和端口号,就可以发送数据包,其不管是否发送到达。

和TCP协议类似,也是服务端和客户端。

2.3.1 服务端

服务端需要先建立SOCKET链接,首先需要导入socket模块,并绑定端口。

1 import socket2 server=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)3 server.bind(('127.0.0.1',8080))

其不需要监听和连接,即不需要listen()和accept(),而是直接接收来自客户端的数据。

1 while True:2 data,cliend_addr=server.recvfrom(1024)3 print(data)4 server.sendto(data.upper(),cliend_addr)

最后关闭套接字。

1 server.close()

2.3.2 客户端

同样,也需要先建立SOCKET链接,首先需要导入socket模块。

1 import socket 2 client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

但不需要调用connect(),直接通过sendto()给服务端发数据。

1 while True:2 msg=input('>>:').strip()3 data=client.sendto(msg.encode('utf-8'),('127.0.0.1',8080))4 data,server_addr=client.recvfrom(1024)5 print(data,server_addr)

最后关闭套接字。

1 server.close()

2.4 粘包现象及解决方案

2.4.1 粘包现象

何为粘包,在上文中,我们一直使用s.recv(1024)来接收数据,但如果需要接收的数据比1024长,那么剩余的数据会在发送端的IO缓冲区暂存下来,等下次接收端来接收数据时,先将缓冲区的数据发送出去,再接收下次的数据。当然,我们可以将1024改为8192,但数据比这个还大呢,我们接收的额定值就不能变大了,还是会发生这样的事件。因此,这样的事件我们称之为粘包现象。当然,粘包现象仅存在于TCP协议中,UDP协议中不存在。

2.4.2 解决方案

粘包问题的根源在于,接收端不知道发送端将要传送的字节流的长度,所以解决粘包的方法就是围绕,如何让发送端在发送数据前,把自己将要发送的字节流总大小让接收端知晓,然后接收端来一个死循环接收完所有数据。此处,我们就需要借助于第三方模块struct。用法为:

 1 import json,struct 2 #为避免粘包,必须制作固定长度的报头 3 header_dic={'file_size':1073741824,'file_name':'a.txt','md5':'8f6fbf8347faa4924a76856701edb0f3'} #1G文件大小,文件名和md5值 4  5 #为了该报头能传送,需要序列化并且转为bytes,用于传输 6 header_json = json.dumps(header_dic) # 转成字符串类型 7 header_bytes = header_json.encode('utf-8') 8  9 #为了让客户端知道报头的长度,用struck将报头长度这个数字转成固定长度:4个字节10 head_len_bytes=struct.pack('i',len(head_bytes)) #这4个字节里只包含了一个数字,该数字是报头的长度11 12 #客户端开始发送报文长度13 conn.send(head_len_bytes) #先发报头的长度,4个bytes14 #再发报头的字节格式15 conn.send(head_bytes) 16 #然后发真实内容的字节格式17 conn.sendall(文件内容) 18 19 #服务端开始接收20 head_len_bytes=s.recv(4) #先收报头4个bytes,得到报头长度的字节格式21 x=struct.unpack('i',head_len_bytes)[0] #提取报头的长度22 23 header_bytes=s.recv(x) #按照报头长度x,收取报头的bytes格式24 header_str=header_bytes.decode('utf-8')25 header_dic=json.loads(header_str) #提取报头26 27 #最后根据报头的内容提取真实的数据,比如数据的长度28 real_data_len=s.recv(header_dic['file_size'])29 s.recv(real_data_len)

因此对于一个文件传输:

服务端:

 1 import socket 2 import os 3 import struct 4 import json 5 share_dir=r'C:\Users\。。。\Desktop\python\oldboypython\day6\10文件传输\服务端\share' 6  7 phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 8 # phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) 9 phone.bind(('127.0.0.1',9901)) #0-65535:0-1024给操作系统使用10 phone.listen(5)11 print('starting...')12 while True: # 链接循环13 conn,client_addr=phone.accept()14 print(client_addr)15 while True: #通信循环16 try:17 #1、收命令18 res=conn.recv(8096)#b'get a.txt'19 if not res:break #适用于linux操作系统20 #2、解析命令,提取相应的命令参数21 cmds=res.decode('utf-8').split()#['get','a.txt']22 filename=cmds[1]23 24 #3、以读的方式打开文件,读取文件内容发送给客户端25 #3.1 制作固定长度的报头26 header_dic={27 'filename':filename,28 'md5':'xxdxxx',29 'file_size':os.path.getsize('%s/%s'%(share_dir,filename))30 }31 header_json=json.dumps(header_dic)#转成字符串类型32 header_bytes=header_json.encode('utf-8')33 34 #3.2 先发送报头的长度35 conn.send(struct.pack('i',len(header_bytes)))36 37 #3.3 再发报头38 conn.send(header_bytes)39 40 #3.4 发真实的数据41 # conn.send(stdout+stderr) #+是一个可以优化的点42 with open('%s/%s'%(share_dir,filename),'rb') as f:43 # conn.send(f.read())44 for line in f:45 conn.send(line)46 except ConnectionResetError: #适用于windows操作系统47 break48 conn.close()49 50 phone.close()文件传输服务端

客户端:

 1 import socket 2 import struct 3 import json 4  5 download_dir=r'C:\Users\。。。\Desktop\python\oldboypython\day6\10文件传输\客户端\download' 6 phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 7 phone.connect(('127.0.0.1',9901)) 8 while True: 9 #1、发命令10 cmd=input('>>: ').strip() #get a.txt11 if not cmd:continue12 phone.send(cmd.encode('utf-8'))13 #2、接收文件的内容,以写的方式打开新文件,接收服务端发来的文件的内容写入客户端的新文件14 #2.1 先收报头的长度15 obj=phone.recv(4)16 header_size=struct.unpack('i',obj)[0]17 #2.2 在收报头18 header_bytes=phone.recv(header_size)19 #2.3 从包头中解析出对真实数据的描述的信息20 header_json=header_bytes.decode('utf-8')21 header_dic=json.loads(header_json)22 print(header_dic)23 total_size=header_dic['file_size']24 file_name=header_dic['filename']25 #2.4 接收数据26 with open('%s/%s'%(download_dir,file_name),'wb') as f:27 recv_size=028 while recv_size 
<29 line="phone.recv(1024)30" f.write="" recv_size="" print="" phone.close=""/>


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