网络编程笔记

墨蓝 2023-08-17 15:44 136阅读 0赞

# 网络编程 #

## 网路编程基础知识 ##

1.  C/S和B/S架构
    
    C ： client S ： server 客户端，服务端
    
    B ： browser S ： server 浏览器，服务端
    
    B/S架构本质也是C/S
2.  网络的七层协议：（应表会传网数物）
    
     *  物理层：电信号（0和1）
     *  数据链路层：把物理层的电信号分组，每一组叫一个**数据报**或**数据帧**，每一帧有：报头head和数据data两部分。
        
        头固定18字节：6：发送者地址/6：接收者地址/6：数据类型
     *  网络层：
        
         *  ip：ipv4：32位2进制表示：点分十进制表示
         *  子网掩码：通过子网掩码和ip判断两个ip是否处于同一个网段，通过ip地址和子网掩码做按位与运算
            
            ip地址： 172.16.10.1： 10101100.00010000.00001010.000000001  
            子网掩码：255.255.255.0: 11111111.11111111.11111111.000000000  
            按位与运算：172.16.10.0 10101100.00010000.00001010.000000000
         *  ip和mac有转换关系：主要是因为**ARP协议**和**mac地址学习**。
     *  传输层：
        
         *  tcp协议：
            
             *  三次握手、四次挥手
             *  dos和ddos攻击：拒接服务攻击，分布式的拒接服务攻击
             *  端口号：0—65535,0—1023为系统占用端口
         *  udp协议：
            
            直接发送，不需要响应，所以数据不可靠。（看视频花屏）
         *  端口：
            
             *  通过ip + 子网掩码确定一台设备
             *  通过ip + 子网掩码 + 端口号确定一个软件
     *  会话层：使应用建立和维持会话，并能使会话获得同步。
     *  表示层：作用之一是为异种机通信提供一种公共语言，以便能进行互操作。
     *  应用层：应用层向应用程序提供服务，这些服务按其向应用程序提供的特性分成组，并称为服务元素。

## 网络编程常用模块 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>模块</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>socket</td> 
   <td>基于传输层TCP、UDP协议进行网络编程的模块</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>asyncore</td> 
   <td>socket模块的异步版，支持基于传输层协议的异步通信</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>asynchat</td> 
   <td>asyncore的增强版</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cgi</td> 
   <td>基本的CGI(Common Gateway Interface，早期开发动态网站的技术)支持</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>email</td> 
   <td>E-mail 和 MIME消息处理模块</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ftplib</td> 
   <td>支持FTP协议的客户端模块</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>httplib、http.client</td> 
   <td>支持HTTP协议以及HTTP客户端模块</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>imaplib</td> 
   <td>支持IMAP4协议的客户端模块</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>mailbox</td> 
   <td>操作不同格式邮箱的模块</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>mailcap</td> 
   <td>支持Mailcap文件处理的模块</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>nntplib</td> 
   <td>支持NTTP协议的客户端模块</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>smtplib</td> 
   <td>支持SMTP协议（发送邮件）的客户端模块</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>poplib</td> 
   <td>支持POP3协议的客户端模块</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>telnetlib</td> 
   <td>支持TELNET协议的客户端模块</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>urllib</td> 
   <td>支持URL处理的模块</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>xmlrpc</td> 
   <td>支持XML-RPC协议的服务器和客户端模块</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

接下来我们会主要讨论socket模块

## socket模块 ##

程序再使用socket之前，必须先创建socket对象，可以通过以下语法创建socket实例：

s = socket.socket(family=AF_INET, type=SOCK_STREAM, proto=0, fileno=None)

*  family 参数用于指定网络类型。总共有三个值：AF\_INET（基于IPv4协议的网络）、AF\_INET6（基于IPv6协议的网络）、AF\_UNIX（UNIX网络）
 *  type 参数用于指定网络Sock类型。默认是SOCK\_STREAM（基于TCP协议的socket）、SOCK\_DGRAM（基于UDP协议的socket）、SOCK\_RAM（原始socket）
 *  后两个可以忽略

那么创好socket对象后就需要区分服务端和客户端了。

### socket对象方法 ###

作为服务器端使用的socket必须绑定到指定IP地址和端口，并在该IP地址和端口进行监听，接收来自客户端的连接。

socket对象提供了如下常用方法：

*  bind(address)：作为服务端使用的socket调用该方法，将socket绑定到指定address元组（IP, 端口）。
 *  listen(\[backlog\])：服务端的监听方法。
 *  accept() ：服务端接收来自客户端的连接。
 *  recv(bufsize\[,flags\])：接收socket中的数据（bytes）。
 *  recvfrom(bufsize\[,flags\])：与上方法类似，返回（bytes, address）元组。
 *  send(bytes\[, flags\])：向socket发送数据（必须已经建立连接），通常用于基于TCP协议的网络。
 *  sendto(bytes, address)：用于UDP协议网络中发送数据
 *  sendfile(file, offset=0, count=None)：将整个文件内容都发过去。
 *  connect(address)：客服端连接服务器。
 *  connect\_ex(address)：与上方法大致相同，只是程序出错时不会抛出异常，而是返回一个错误标识。
 *  close()：关闭连接，回收资源。

### 使用socket通信（TCP） ###

*  服务端：
    
        import socket
        
        host = socket.gethostname()  # 获取本机host
        server = socket.socket()
        
        server.bind((host,8080))
        server.listen(5)
        
        while 1:
            c, addr = server.accept()  # 与客户端建立连接
            c.send(b"start:")
        
            while 1:
                '''通信循环，try为了等待客户端断开后连接其他的客户端'''
                try:
                    print(f"\t\033[1;36m{c.recv(1024).decode()}\033[0m")
                    msg = input(">>").encode('utf-8')
                    c.send(msg)
                except Exception:
                    print("客户端断开连接了！")
                    break
 *  客户端：
    
        import socket
        
        host = socket.gethostname()  # 获取本机host
        cilent = socket.socket()
        cilent.connect((host, 8080))
        
        while 1:
            '''通讯循环'''
            print(f"\t\033[1;36m{cilent.recv(1024).decode()}\033[0m")
            msg = input(">>").encode('utf-8')
            cilent.send(msg)

### 粘包问题 ###

TCP协议中的数据都是以数据流（type=SOCK\_STREAM）的形式传递的，很容易发生几次send的数据被一次recv（接收），或者被截成了好几段。为了解决粘包问题，我们借用了数据报的思想，给每一条数据加一个固定长度的头。这里引入`struct`模块来创建固定的头。

示例：写一个仿SHH的客户端和服务端

*  服务端
    
        import socket
        import subprocess
        import struct
        
        server = socket.socket()
        host = socket.gethostname()
        port = 8081
        
        server.bind((host, port))
        server.listen(5)
        
        while 1:
            c, addr = server.accept()
            print(addr, "连接了 >>>")
            msg = b"hello "
            le = struct.pack('i',len(msg))  # 将要发送的数据的长度封装成固定长度为4的二进制数据
            c.send(le)  # 先发送一个头
            c.send(msg) # 再发送数据
            try:
                while 1:
                    ssh = c.recv(1024)
                    obj = subprocess.Popen(ssh.decode('gbk'), shell=True, stdout=subprocess.PIPE , stderr=subprocess.PIPE)
                    # subprocess是与系统交互的模块
                    msg = obj.stdout.read() or obj.stderr.read()  # 必然拿到其中一项
                    le = struct.pack('i',len(msg))  # 将结果打上头
                    c.send(le)  # 与上一样
                    c.send(msg)
            except Exception:
                print(" 断开连接 ！")
 *  客户端
    
        import socket
        import struct
        
        client = socket.socket()
        host = socket.gethostname()
        port = 8081
        
        client.connect((host,port))
        
        while 1:
            le = struct.unpack('i', client.recv(4))[0] # 解析头，获取数据长度
            print(client.recv(le).decode('gbk'))  # shell只接收gbk编码
            ssh = input(" 请输入命令 >>")
            client.send(ssh.encode('gbk'))  # 返回执行结果

## socketserver模块 ##

socketserver模块实现了多线程通信。使用socketserver创建服务端：

#使用socketserver写服务端
    import socketserver
    
    #自己定义一个类,必须继承StreamRequestHandler或BaseRequestHandler
    class MyTcp(socketserver.StreamRequestHandler):
        #必须重写handle方法
        def handle(self):
            '''这是服务端与客户端交互的方法'''
            try:
                while True :  #通信循环
                    # print(self)
                    #给客户端回消息
                    #conn对象就是request
                    #接收数据
                    print(self.client_address)
                    data=self.request.recv(1024)
                    print(data)
                    if len(data)==0:
                        return
                    #发送数据
                    self.request.send(data.upper())
            except Exception:
                pass
            
    if __name__ == '__main__':
        #实例化得到一个tcp连接的对象,Threading意思是说,只要来了请求,它自动的开线程来处理连接跟交互数据
        #第一个参数是绑定的地址,第二个参数传一个类
        server=socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1',8009),MyTcp)
        #一直在监听
        #这么理解:只要来一个请求,就起一个线程交互
        server.serve_forever()

转载于:https://www.cnblogs.com/Du704/p/11569558.html