TCP/IP四層協議

TCP/IP概念

tcp/ip協議是主機接入互聯網以及接入互聯網的兩臺主機通信的標準。

數據幀概念

數據幀
  |-- 包頭
  |     |--源地址
  |     |--目標地址
  |     |--數據類型
  |
  |-- 數據

socket在四層協議中的位置

socket協議的交互流程

socket對象（內建）方法

    socket對象(內建)方法

服務器端套接字
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監聽。backlog指定在拒絕連接之前，操作系統可以掛起的最大連接數量。該值至少為1，大部分應用程序設為5就可以了。
s.accept() 	被動接受TCP客戶端連接,(阻塞式)等待連接的到來
客戶端套接字
s.connect() 	主動初始化TCP服務器連接，。一般address的格式為元組（hostname,port），如果連接出錯，返回socket.error錯誤。
s.connect_ex() 	connect()函數的擴展版本,出錯時返回出錯碼,而不是拋出異常
公共用途的套接字函數
s.recv() 	接收TCP數據，數據以字符串形式返回，bufsize指定要接收的最大數據量。flag提供有關消息的其他信息，通常可以忽略。
s.send() 	發送TCP數據，將string中的數據發送到連接的套接字。返回值是要發送的字節數量，該數量可能小于string的字節大小。
s.sendall() 	完整發送TCP數據，完整發送TCP數據。將string中的數據發送到連接的套接字，但在返回之前會嘗試發送所有數據。成功返回None，失敗則拋出異常。
s.recvform() 	接收UDP數據，與recv()類似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收數據的字符串，address是發送數據的套接字地址。
s.sendto() 	發送UDP數據，將數據發送到套接字，address是形式為（ipaddr，port）的元組，指定遠程地址。返回值是發送的字節數。
s.close() 	關閉套接字
s.getpeername() 	返回連接套接字的遠程地址。返回值通常是元組（ipaddr,port）。
s.getsockname() 	返回套接字自己的地址。通常是一個元組(ipaddr,port)
s.setsockopt(level,optname,value) 	設置給定套接字選項的值。
s.getsockopt(level,optname[.buflen]) 	返回套接字選項的值。
s.settimeout(timeout) 	設置套接字操作的超時期，timeout是一個浮點數，單位是秒。值為None表示沒有超時期。一般，超時期應該在剛創建套接字時設置，因為它們可能用于連接的操作（如connect()）
s.gettimeout() 	返回當前超時期的值，單位是秒，如果沒有設置超時期，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，則將套接字設為非阻塞模式，否則將套接字設為阻塞模式（默認值）。非阻塞模式下，如果調用recv()沒有發現任何數據，或send()調用無法立即發送數據，那么將引起socket.error異常。
s.makefile() 	創建一個與該套接字相關連的文件

so基于tcp/ip 套接字通訊 server and client

服務端：

#1、 依照上socket流程圖，實現一個功能，客戶端輸入什么，服務端就把輸入的轉為大寫傳送給客戶端。
#2、客戶端exit退出，不影響服務端的運行。
# soceet server

import socket
ip_port=('127.0.0.1',9999)

# 封裝協議（對象)
s = socket.socket()

# 綁定ip，端口
s.bind(ip_port)

# 啟動監聽
s.listen(5)  # 掛起連接數，  允許最多處理5個請求
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，會返回連接線（conn）、連接地址（addr）

    while True:
        # 至此，當客戶端連接時，conn即為連接客戶端的連接線
        # 所以，當客戶端主動斷開連接時，conn就不存在了，也會拋出異常
        # 在這里定義一個異常跟蹤
        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('客戶端發來的消息是', data.decode('utf-8'))

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

    # 結束進程
    conn.close() # 中斷線路

客戶端：

# socket client

import socket
ip_port=('127.0.0.1',9999)

# 封裝協議（對象）
s = socket.socket()

# 向服務端建立連接
s.connect(ip_port)

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

    if not msg:continue ###如果輸入回車則執行continue返回上層繼續執行。

    client.send(msg.encode('utf-8')) ###發送一個msg到服務端

    print('客戶端已經發送消息')

    if msg == 'exit': break  ###如果msg=exit的時候執行break退出整個循環。

    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、發現系統存在大量TIME_WAIT狀態的連接，通過調整linux內核參數解決，
vi /etc/sysctl.conf
編輯文件，加入以下內容：
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
 
然后執行 /sbin/sysctl -p 讓參數生效。
 
net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示開啟SYN Cookies。當出現SYN等待隊列溢出時，啟用cookies來處理，可防范少量SYN攻擊，默認為0，表示關閉；

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，默認為0，表示關閉；

net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示開啟TCP連接中TIME-WAIT sockets的快速回收，默認為0，表示關閉。

net.ipv4.tcp_fin_timeout 修改系統默認的 TIMEOUT 時間

總結

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

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