TCP/IP四層協(xié)議

TCP/IP概念

tcp/ip協(xié)議是主機(jī)接入互聯(lián)網(wǎng)以及接入互聯(lián)網(wǎng)的兩臺(tái)主機(jī)通信的標(biāo)準(zhǔn)。

數(shù)據(jù)幀概念

數(shù)據(jù)幀
  |-- 包頭
  |     |--源地址
  |     |--目標(biāo)地址
  |     |--數(shù)據(jù)類型
  |
  |-- 數(shù)據(jù)

socket在四層協(xié)議中的位置

socket協(xié)議的交互流程

socket對(duì)象（內(nèi)建）方法

    socket對(duì)象(內(nèi)建)方法

服務(wù)器端套接字
s.bind() 	綁定地址（host,port）到套接字， 在AF_INET下,以元組（host,port）的形式表示地址。
s.listen() 	開始TCP監(jiān)聽。backlog指定在拒絕連接之前，操作系統(tǒng)可以掛起的最大連接數(shù)量。該值至少為1，大部分應(yīng)用程序設(shè)為5就可以了。
s.accept() 	被動(dòng)接受TCP客戶端連接,(阻塞式)等待連接的到來
客戶端套接字
s.connect() 	主動(dòng)初始化TCP服務(wù)器連接，。一般address的格式為元組（hostname,port），如果連接出錯(cuò)，返回socket.error錯(cuò)誤。
s.connect_ex() 	connect()函數(shù)的擴(kuò)展版本,出錯(cuò)時(shí)返回出錯(cuò)碼,而不是拋出異常
公共用途的套接字函數(shù)
s.recv() 	接收TCP數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以字符串形式返回，bufsize指定要接收的最大數(shù)據(jù)量。flag提供有關(guān)消息的其他信息，通常可以忽略。
s.send() 	發(fā)送TCP數(shù)據(jù)，將string中的數(shù)據(jù)發(fā)送到連接的套接字。返回值是要發(fā)送的字節(jié)數(shù)量，該數(shù)量可能小于string的字節(jié)大小。
s.sendall() 	完整發(fā)送TCP數(shù)據(jù)，完整發(fā)送TCP數(shù)據(jù)。將string中的數(shù)據(jù)發(fā)送到連接的套接字，但在返回之前會(huì)嘗試發(fā)送所有數(shù)據(jù)。成功返回None，失敗則拋出異常。
s.recvform() 	接收UDP數(shù)據(jù)，與recv()類似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收數(shù)據(jù)的字符串，address是發(fā)送數(shù)據(jù)的套接字地址。
s.sendto() 	發(fā)送UDP數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到套接字，address是形式為（ipaddr，port）的元組，指定遠(yuǎn)程地址。返回值是發(fā)送的字節(jié)數(shù)。
s.close() 	關(guān)閉套接字
s.getpeername() 	返回連接套接字的遠(yuǎn)程地址。返回值通常是元組（ipaddr,port）。
s.getsockname() 	返回套接字自己的地址。通常是一個(gè)元組(ipaddr,port)
s.setsockopt(level,optname,value) 	設(shè)置給定套接字選項(xiàng)的值。
s.getsockopt(level,optname[.buflen]) 	返回套接字選項(xiàng)的值。
s.settimeout(timeout) 	設(shè)置套接字操作的超時(shí)期，timeout是一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)，單位是秒。值為None表示沒有超時(shí)期。一般，超時(shí)期應(yīng)該在剛創(chuàng)建套接字時(shí)設(shè)置，因?yàn)樗鼈兛赡苡糜谶B接的操作（如connect()）
s.gettimeout() 	返回當(dāng)前超時(shí)期的值，單位是秒，如果沒有設(shè)置超時(shí)期，則返回None。
s.fileno() 	返回套接字的文件描述符。
s.setblocking(flag) 	如果flag為0，則將套接字設(shè)為非阻塞模式，否則將套接字設(shè)為阻塞模式（默認(rèn)值）。非阻塞模式下，如果調(diào)用recv()沒有發(fā)現(xiàn)任何數(shù)據(jù)，或send()調(diào)用無法立即發(fā)送數(shù)據(jù)，那么將引起socket.error異常。
s.makefile() 	創(chuàng)建一個(gè)與該套接字相關(guān)連的文件

so基于tcp/ip 套接字通訊 server and client

服務(wù)端：

#1、 依照上socket流程圖，實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能，客戶端輸入什么，服務(wù)端就把輸入的轉(zhuǎn)為大寫傳送給客戶端。
#2、客戶端exit退出，不影響服務(wù)端的運(yùn)行。
# soceet server

import socket
ip_port=('127.0.0.1',9999)

# 封裝協(xié)議（對(duì)象)
s = socket.socket()

# 綁定ip，端口
s.bind(ip_port)

# 啟動(dòng)監(jiān)聽
s.listen(5)  # 掛起連接數(shù)，  允許最多處理5個(gè)請(qǐng)求
while True:
    # 等待連接
    conn, addr = s.accept()  # accept方法等待客戶端連接，直到有客戶端連接后，會(huì)返回連接線（conn）、連接地址（addr）

    while True:
        # 至此，當(dāng)客戶端連接時(shí)，conn即為連接客戶端的連接線
        # 所以，當(dāng)客戶端主動(dòng)斷開連接時(shí)，conn就不存在了，也會(huì)拋出異常
        # 在這里定義一個(gè)異常跟蹤
        try:
            # 接收消息
            recv_data=conn.recv(1024)  # 接收conn連接線路，并指定緩存該線路的1024
            print('客戶端發(fā)來的消息是', data.decode('utf-8'))

            # 發(fā)送消息
            send_data=recv_data.upper()  # 將接收消息轉(zhuǎn)換為大寫
            conn.send(send_data)  # 使用conn線路，發(fā)送消息
        except Exception:  # 如果客戶端主動(dòng)斷開，則server退出該循環(huán)等待下一條連接
            break

    # 結(jié)束進(jìn)程
    conn.close() # 中斷線路

客戶端：

# socket client

import socket
ip_port=('127.0.0.1',9999)

# 封裝協(xié)議（對(duì)象）
s = socket.socket()

# 向服務(wù)端建立連接
s.connect(ip_port)

while True:
    msg = input('--->: ')

    if not msg:continue ###如果輸入回車則執(zhí)行continue返回上層繼續(xù)執(zhí)行。

    client.send(msg.encode('utf-8')) ###發(fā)送一個(gè)msg到服務(wù)端

    print('客戶端已經(jīng)發(fā)送消息')

    if msg == 'exit': break  ###如果msg=exit的時(shí)候執(zhí)行break退出整個(gè)循環(huán)。

    data = client.recv(1024) ##client接收到的server消息，

    print('客戶端收到server消息',data.decode('utf-8'))  ##打印出來收到的消息用decode解碼。

client.close() ##結(jié)束連接

注意：

解決：

#1、加入一條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))

#此條可以解決上述的問題

#2、發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在大量TIME_WAIT狀態(tài)的連接，通過調(diào)整linux內(nèi)核參數(shù)解決，
vi /etc/sysctl.conf
編輯文件，加入以下內(nèi)容：
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
 
然后執(zhí)行 /sbin/sysctl -p 讓參數(shù)生效。
 
net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示開啟SYN Cookies。當(dāng)出現(xiàn)SYN等待隊(duì)列溢出時(shí)，啟用cookies來處理，可防范少量SYN攻擊，默認(rèn)為0，表示關(guān)閉；

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示開啟重用。允許將TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP連接，默認(rèn)為0，表示關(guān)閉；

net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示開啟TCP連接中TIME-WAIT sockets的快速回收，默認(rèn)為0，表示關(guān)閉。

net.ipv4.tcp_fin_timeout 修改系統(tǒng)默認(rèn)的 TIMEOUT 時(shí)間

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的TCP/IP协议 socket的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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