網絡編程基礎粘包現象

粘包

• tcp是流式傳輸，字節流，數據與數據之間是沒有邊界的
  • 流式傳輸優勢：
    • 不限定長度
    • 可靠傳輸
  • 缺點：
    • 慢
    • 和一我的的通訊鏈接conn會一直佔用咱們的通訊資源
• udp協議，面向數據包的傳輸
  • 數據包優勢
    • 快
    • 因爲不須要創建鏈接，因此誰發的消息我都能接受到
  • 缺點
    • 不能傳輸過長的數據
    • 不可靠

粘包現象

• 因爲流式傳輸的特色，產生了數據連續發送的粘包現象。
  • 在一個conn創建起來的鏈接上傳輸的多條數據是沒有邊界的
• 數據的發送和接收實際上不是在執行send/recv的時候就馬上被髮送和接收，而是須要通過操做系統內核
• Nagle 算法，可以將發送間隔實際很近的短數據合成一個包發送到接收端
• 拆包機制： 當要發送的數據超過了網絡上可以傳輸的最大長度，就會被tcp協議強制拆包

解決粘包問題

• struct模塊

  • park("i",len(msg)) 把數字轉成4字節

  • unpack("i",bytes)[0] 把四字節轉換成長度

  • server端
    import struct
    import socket
    
    sk = socket.socket()
    sk.bind(('127.0.0.1',9090))
    sk.listen()
    
    conn,addr = sk.accept()
    while True:
        s = input('>>>').encode('utf-8')
        pack_num = struct.pack('i',len(s))
        conn.send(pack_num)
        conn.send(s)
    conn.close()
    sk.close()

  • client端
    import socket
    import struct
    sk = socket.socket()
    sk.connect(('127.0.0.1',9090))
    
    while True:
        pack_num = sk.recv(4)
        num = struct.unpack('i',pack_num)[0]
        ret = sk.recv(num)
        print(ret.decode('utf-8'))
    sk.close()

併發的 socketserver

• 實現同一時刻server端能夠和多個client端創建鏈接

驗證客戶端連接的合法性

• server端

• import os
  import hmac
  import socket
  def auth(conn):
      msg = os.urandom(32)  # # 生成一個隨機的字符串
      conn.send(msg)  # # 發送到client端
      result = hmac.new(secret_key, msg)  # 處理這個隨機字符串，獲得一個結果
      client_digest = conn.recv(1024)  # 接收client端處理的結果
      if result.hexdigest() == client_digest.decode('utf-8'):
          print('是合法的鏈接')  # 對比成功能夠繼續通訊
          return True
      else:
          print('不合法的鏈接')  # 不成功 close
          return False
  secret_key = b'alex_sb'
  sk = socket.socket()
  sk.bind(('127.0.0.1',9000))
  sk.listen()
  conn,addr = sk.accept()
  if auth(conn):
      print(conn.recv(1024))
      # 正常的和client端進行溝通了
      conn.close()
  else:
      conn.close()
  sk.close()

• client端

• import hmac
  import socket
  def auth(sk):
      msg = sk.recv(32)
      result = hmac.new(key, msg)
      res = result.hexdigest()
      sk.send(res.encode('utf-8'))
  
  key = b'alex_s'
  sk = socket.socket()
  sk.connect(('127.0.0.1',9000))
  auth(sk)
  sk.send(b'upload')
  # 進行其餘正常的和server端的溝通
  sk.close()