【python】-- Socket粘包问题 ,解决粘包的几种方法、socket文件下载,md5值检验

时间:2023-03-09 18:34:50
【python】-- Socket粘包问题 ,解决粘包的几种方法、socket文件下载,md5值检验

上一篇随笔:“socket 接收大数据”,在win系统上能够运行,并且解决了大数据量的数据传输出现的问题,但是运行在linux系统上就会出现如下图所示的情况:

【python】-- Socket粘包问题 ,解决粘包的几种方法、socket文件下载,md5值检验

就是服务端两次发送给客户端的数据(第一次发送是时准备发送数据的字节大小,第二次是数据内容)粘在一起了,这是socket中的粘包:

查看服务端代码就能知道发生粘包的原因:

import socket,os

server = socket.socket()
server.bind(('localhost',2222)) server.listen() while True:
conn,addr = server.accept()
print("一个新的连接:",addr)
while True:
print("等待新指令")
data = conn.recv(500)
if not data:
print("客户端已经断开")
break
print("执行指令:",data.decode())
cmd_res = os.popen(data.decode()).read()
print("发送文件大小", len(cmd_res))
print("send before")
if len(cmd_res) == 0:
cmd_res = "cmd has no output......"
#合成下面两次手动send,将数据大小和数据内容合一次发送给客户端,所以导致数据粘在一起了
conn.send(str(len(cmd_res)).encode())
conn.send(cmd_res.encode())
print("send done")
server.close()  

解决大数据传输过程中的粘包:

1、sleep

sleep一下这个样子就可以使缓冲区超时,就不在等下一次的了,这样就可以和下一条命令隔离开(不过这样会降低代码性能,不建议使用)

import socket,os

server = socket.socket()
server.bind(('localhost',2222)) server.listen() while True:
conn,addr = server.accept()
print("一个新的连接:",addr)
while True:
print("等待新指令")
data = conn.recv(500)
if not data:
print("客户端已经断开")
break
print("执行指令:",data.decode())
cmd_res = os.popen(data.decode()).read()
print("发送文件大小", len(cmd_res))
print("send before")
if len(cmd_res) == 0:
cmd_res = "cmd has no output......"
conn.send(str(len(cmd_res)).encode())
#在两次发送之间sleep一下
sleep(0.5)
conn.send(cmd_res.encode())
print("send done")
server.close()  

2、客户端、服务端之间插入交互解决粘包问题

在服务端来一个等待客户端确认,就ok了,这个确认不需要用户输入,而是客户端自动的给你来这个响应,就是说,客户端自动的写好代码,自动的给服务器一个响应,只要收到服务端的数据大小,我就立刻给服务器一个响应,就是在第一次send和第二次send之前插入一个交互,就能把数据分开了

服务端:

import socket,os

server = socket.socket()
server.bind(('localhost',2222)) server.listen() while True:
conn,addr = server.accept()
print("一个新的连接:",addr)
while True:
print("等待新指令")
data = conn.recv(500)
if not data:
print("客户端已经断开")
break
print("执行指令:",data.decode())
cmd_res = os.popen(data.decode()).read()
print("发送文件大小", len(cmd_res))
print("send before")
if len(cmd_res) == 0:
cmd_res = "cmd has no output......"
conn.send(str(len(cmd_res)).encode()) # 数据大小
#等待客户端确认
client_acknowledge = server.recv(1024)
conn.send(cmd_res.encode()) # 数据内容
print("send done")
server.close()

客户端:

import socket

client = socket.socket()

client.connect(("localhost", 2222))

while True:
cmd = input(">>:").strip()
if len(cmd) == 0:continue
client.send(cmd.encode("utf-8"))
cmd_res_size = client.recv(500)
# 发个响应给服务端,告诉服务端,客户端已经准备好了
print("即将接收数据大小:", cmd_res_size.decode())
client.send("客户端准备好接收数据内容了".encode())
recevied_size = 0
recevied_data = b""
while recevied_size < int(cmd_res_size.decode()):
cmd_res = client.recv(500)
recevied_size += len(cmd_res)
recevied_data += cmd_res
else:
print(recevied_data.decode())
print("cmd res receive done ....", recevied_size)
client.close()

 

socket 文件下载

1、简单FTP:

上传下载是FTP最基本的功能,现在来模拟一下FTP的文件下载功能

服务端:

获取命令和文件名->判断文件是否存在->打开文件->获取文件大小->发送文件大小给客户端->等待客户端确认->边读边发

import socket,os

server = socket.socket()
server.bind(('localhost',2222)) server.listen() while True:
conn,addr = server.accept()
print("一个新的连接:",addr)
while True:
print("等待新指令")
data = conn.recv(1024)
if not data:
print("客户端已经断开")
break
cmd, file_name = data.decode().split() # 接收客户端发过来的命令和文件名
print("执行指令:%s, 文件名:%s" % (cmd, file_name))
if os.path.isfile(file_name):
with open(file_name, "rb") as f:
file_size = os.stat(file_name).st_size # 获取一个文件的大小:os.stat(文件名).st_size
conn.send(str(file_size).encode())
conn.recv(1024) # 等待客户端确认,防止发生粘包
for line in f:
conn.send(line)
print("send done")
server.close()

客户端:

判断是否是下载命令(get) ->发送下载命令和文件名 ->获取文件大小->发送确认信息->判断时候已经全部接收

import socket

client = socket.socket()

client.connect(("localhost", 2222))

while True:
cmd = input(">>:").strip()
if len(cmd) == 0:continue
print(cmd)
if cmd.startswith("get"):
client.send(cmd.encode("utf-8")) # 发送下载命令和文件名
cmd_res_size = client.recv(1024) # 接收文件大小
print("即将接收数据大小:", cmd_res_size.decode())
client.send("客户端准备好接收数据内容了".encode())
recevied_size = 0
recevied_data = b""
file_name = cmd.split()[1] # 文件名
with open(file_name + "_new", "wb",) as f:
while recevied_size < int(cmd_res_size.decode()):
cmd_res = client.recv(500)
recevied_size += len(cmd_res)
f.write(cmd_res)
else:
print(recevied_data.decode())
print("cmd res receive done ....", recevied_size)
client.close()

  

2、MD5值校验:

上面代码实现了FTP文件的下载的功能,可是就一定能够保证客户端下载的文件跟服务端发送的文件一致?为了解决这个问题可以用到MD5值进行校验,从而判断客户端和服务端的一致性!

 服务端:

import socket, os, hashlib

server = socket.socket()
server.bind(('localhost',2222)) server.listen() while True:
conn,addr = server.accept()
print("一个新的连接:",addr)
while True:
print("等待新指令")
data = conn.recv(1024)
if not data:
print("客户端已经断开")
break
cmd, file_name = data.decode().split() # 接收客户端发过来的命令和文件名
print("执行指令:%s, 文件名:%s" % (cmd, file_name))
if os.path.isfile(file_name):
m = hashlib.md5() # 生成MD5对象
with open(file_name, "rb") as f:
file_size = os.stat(file_name).st_size # 获取一个文件的大小:os.stat(文件名).st_size
conn.send(str(file_size).encode())
conn.recv(1024) # 等待客户端确认,防止发生粘包
for line in f:
m.update(line) # 不断更新计算MD5值
conn.send(line)
print("md5值", m.hexdigest())
conn.recv(1024) # 等待客户端确认,防止发生粘包,准备发送MD5值
conn.send(m.hexdigest().encode()) # 发送MD5值给客户端
print("send done")
server.close()

 客户端:

import socket, hashlib

client = socket.socket()

client.connect(("localhost", 2222))

while True:
cmd = input(">>:").strip()
if len(cmd) == 0:continue
print(cmd)
if cmd.startswith("get"):
client.send(cmd.encode("utf-8")) # 发送下载命令和文件名
file_size = client.recv(1024) # 接收文件大小
print("即将接收数据大小:", file_size.decode())
client.send("客户端准备好接收数据内容了".encode())
revived_size = 0
file_name = cmd.split()[1] # 文件名
m = hashlib.md5() # 生成MD5对象
with open(file_name + "_new", "wb",) as f:
while revived_size < int(file_size.decode()):
cmd_res = client.recv(500)
revived_size += len(cmd_res)
m.update(cmd_res) # 不断更新计算接收数据的文件值
f.write(cmd_res)
else:
print(file_size, revived_size)
client_md5_value = m.hexdigest() # 生成接收数据的MD5值16进制形式
client.send("ready to revived file md5 value".encode())
server_md5_value = client.recv(1024) # 接收服务端的MD5值
print("client接收文件MD5值:%s,server发送文件的MD5值:%s" % (client_md5_value,server_md5_value))
if client_md5_value == server_md5_value.decode(): # 客户端和服务端的MD5值做比较
print("file revived done")
else:
print(client_md5_value, server_md5_value.decode())
client.close()

3、解决粘包方式改进:

上面的代码用MD5来校验还是用的之前解决粘包的方法,就是客户端发送一个请求,等待服务端的确认的这样的方式。下面用另外一种方法:就是客户端已经知道可接收多少数据了,既然客户端已经知道接收多少数据了,那么客户端在接收数据的时候,正好接收已经知道的数据,多余的数据就不接收了,就是说我循环接收了已知数据大小的文件。比如:服务端要发6100字节的数据,客户端正好收到6000字节的数据,然后就不往下再收了(因为在接收,就有可能跟MD5值黏在一块了,如果客户端正好接收6000字节的话,剩下的100字节就不收了,客户端把6000字节的文件保存后,再来revived一下,下面revived的正好是100字节,这100字节就是MD5值)

 服务端:

import socket, os, hashlib

server = socket.socket()
server.bind(('localhost',2222)) server.listen() while True:
conn,addr = server.accept()
print("一个新的连接:",addr)
while True:
print("等待新指令")
data = conn.recv(1024)
if not data:
print("客户端已经断开")
break
cmd, file_name = data.decode().split() # 接收客户端发过来的命令和文件名
print("执行指令:%s, 文件名:%s" % (cmd, file_name))
if os.path.isfile(file_name):
m = hashlib.md5() # 生成MD5对象
with open(file_name, "rb") as f:
file_size = os.stat(file_name).st_size # 获取一个文件的大小:os.stat(文件名).st_size
conn.send(str(file_size).encode()) # 发送文件大小
conn.recv(1024) # 等待客户端确认,防止发生粘包
for line in f:
m.update(line) # 不断更新计算MD5值
conn.send(line)
print("md5值", m.hexdigest())
conn.send(m.hexdigest().encode()) # 发送MD5值给客户端
print("send done")
server.close()

客户端:

import socket, hashlib

client = socket.socket()

client.connect(("localhost", 2222))

while True:
cmd = input(">>:").strip()
if len(cmd) == 0:continue
print(cmd)
if cmd.startswith("get"):
client.send(cmd.encode("utf-8")) # 发送下载命令和文件名
file_size = client.recv(1024) # 接收文件大小
print("即将接收数据大小:", file_size.decode())
client.send("客户端准备好接收数据内容了".encode())
revived_size = 0
file_name = cmd.split()[1] # 文件名
m = hashlib.md5() # 生成MD5对象
with open(file_name + "_new", "wb",) as f:
while revived_size < int(file_size.decode()):
if int(file_size.decode()) - revived_size > 1024: # 只要剩余文件字节大于1024字节,就默认最大值接收
size = 1024
else:
size = int(file_size.decode()) - revived_size # 最后一次,剩多少收多少
print("last receive:", size)
file_data = client.recv(size)
revived_size += len(file_data)
m.update(file_data) # 不断更新计算接收数据的文件值
f.write(file_data)
else:
print(file_size, revived_size)
client_md5_value = m.hexdigest() # 生成接收数据的MD5值16进制形式
server_md5_value = client.recv(1024) # 接收服务端的MD5值
print("client接收文件MD5值:%s,server发送文件的MD5值:%s" % (client_md5_value, server_md5_value)) client.close()