网络编程基础粘包现象

粘包

• tcp是流式传输，字节流，数据与数据之间是没有边界的
  • 流式传输优点：
    • 不限定长度
    • 可靠传输
  • 缺点：
    • 慢
    • 和一个人的通信连接conn会一直占用我们的通信资源
• udp协议，面向数据包的传输
  • 数据包优点
    • 快
    • 由于不需要建立连接，所以谁发的消息我都能接受到
  • 缺点
    • 不能传输过长的数据
    • 不可靠

粘包现象

• 由于流式传输的特点，产生了数据连续发送的粘包现象。
  • 在一个conn建立起来的连接上传输的多条数据是没有边界的
• 数据的发送和接收实际上不是在执行send/recv的时候就立刻被发送和接收，而是需要经过操作系统内核
• Nagle 算法，能够将发送间隔实际很近的短数据合成一个包发送到接收端
• 拆包机制： 当要发送的数据超过了网络上能够传输的最大长度，就会被tcp协议强制拆包

解决粘包问题

• struct模块

  • park("i",len(msg)) 把数字转成4字节

  • unpack("i",bytes)[0] 把四字节转换成长度

  • 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()

并发的 socketserver

• 实现同一时刻server端可以和多个client端建立连接

验证客户端链接的合法性

• server端

• import os
  import hmac
  import socket
  def auth(conn):
      msg = os.urandom(32)  # # 生成一个随机的字符串
      conn.send(msg)  # # 发送到client端
      result = hmac.new(secret_key, msg)  # 处理这个随机字符串，得到一个结果
      client_digest = conn.recv(1024)  # 接收client端处理的结果
      if result.hexdigest() == client_digest.decode('utf-8'):
          print('是合法的连接')  # 对比成功可以继续通信
          return True
      else:
          print('不合法的连接')  # 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端进行沟通了
      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')
  # 进行其他正常的和server端的沟通
  sk.close()