Setsockopt python что это
Сокеты в Python
Сегодня мы рассмотрим пример программирования сокетов Python. Мы создадим серверные и клиентские приложения на Python.
Программирование сокетов
Чтобы понять программирование сокетов Python, нам нужно знать о трех интересных темах – Socket Server, Socket Client и Socket.
Итак, что такое сервер? Сервер – это программное обеспечение, которое ожидает запросов клиентов и обслуживает или обрабатывает их соответственно.
С другой стороны, клиент запрашивает эту услугу. Клиентская программа запрашивает некоторые ресурсы к серверу, и сервер отвечает на этот запрос.
Socket – это конечная точка двунаправленного канала связи между сервером и клиентом. Сокеты могут обмениваться данными внутри процесса, между процессами на одной машине или между процессами на разных машинах. Для любого взаимодействия с удаленной программой мы должны подключаться через порт сокета.
Основная цель этого руководства по программированию сокетов – познакомить вас с тем, как сервер сокетов и клиент взаимодействуют друг с другом. Вы также узнаете, как написать программу сервера сокетов в Python.
Пример
Ранее мы говорили, что клиент сокета запрашивает некоторые ресурсы у сервера, и сервер отвечает на этот запрос.
Итак, мы разработаем и серверную, и клиентскую модель, чтобы каждый мог общаться с ними. Шаги можно рассматривать так:
Сервер сокетов
Мы сохраним программу сервера сокетов, как socket_server.py. Чтобы использовать соединение, нам нужно импортировать модуль сокета.
Затем последовательно нам нужно выполнить некоторую задачу, чтобы установить соединение между сервером и клиентом.
Мы можем получить адрес хоста с помощью функции socket.gethostname(). Рекомендуется использовать адрес порта пользователя выше 1024, поскольку номер порта меньше 1024 зарезервирован для стандартного интернет-протокола.
Смотрите приведенный ниже пример кода сервера:
Итак, наш сервер сокетов работает на порту 5000 и будет ждать запроса клиента. Если вы хотите, чтобы сервер не завершал работу при закрытии клиентского соединения, просто удалите условие if и оператор break. Цикл while используется для бесконечного запуска серверной программы и ожидания клиентского запроса.
Клиент сокета
Мы сохраним клиентскую программу сокета python как socket_client.py. Эта программа похожа на серверную, за исключением привязки.
Основное различие между серверной и клиентской программой состоит в том, что в серверной программе необходимо связать адрес хоста и адрес порта вместе.
Смотрите ниже пример кода клиента сокета:
Вывод
Чтобы увидеть результат, сначала запустите программу сервера сокетов. Затем запустите клиентскую программу. После этого напишите что-нибудь из клиентской программы. Затем снова напишите ответ от серверной программы.
Наконец, напишите «до свидания» из клиентской программы, чтобы завершить обе программы. Ниже короткое видео покажет, как это работало на моем тестовом прогоне примеров программ сервера сокетов и клиента.
Обратите внимание, что сервер сокетов работает на порту 5000, но клиенту также требуется порт сокета для подключения к серверу. Этот порт назначается случайным образом при вызове клиентского соединения. В данном случае это 57822.
Русские Блоги
функции getsockopt и setsockopt
1 Концепция
1.1 Описание функций
Получить или установить параметры, связанные с сокетом. Параметры могут существовать в многоуровневом протоколе, и они всегда будут отображаться на верхнем уровне сокетов. При работе с опцией сокета необходимо указать уровень, на котором находится опция, и имя опции. Чтобы управлять параметрами уровня сокета, значение уровня должно быть указано как SOL_SOCKET. Чтобы управлять опциями других уровней, необходимо указать соответствующий номер протокола опции управления. Например, чтобы указать, что параметр анализируется протоколом TCP, уровень должен быть установлен на номер протокола TCP.
1.2 Использование
(1) Функциональный прототип
(2) Анализ параметров
Сокет, который нужно установить или получить параметры.
Уровень протокола, на котором находится опция.
Имя опции, к которой нужно получить доступ.
Для getsockopt () указывает на буфер, который возвращает значение параметра. Для setsockopt () указывает на буфер, содержащий новое значение параметра.
Для getsockopt () в качестве входного параметра максимальная длина значения параметра. Для setsockopt () в качестве параметра выхода фактическая длина значения параметра.
(3) Описание возврата
sock не является допустимым дескриптором файла.
Память, на которую указывает optval, не является допустимым пространством процесса.
При вызове setsockopt () optlen недействителен.
Указанный уровень протокола не распознает эту опцию.
Sock не описывает розетки.
1.3 Подробное описание параметров
1.3.1 level указывает уровень управляющего разъема
(1) SOL_SOCKET: Общий параметр сокета.
(2) IPPROTO_IP: параметр IP.
(3) IPPROTO_TCP: опция TCP.
1.3.2 optname указывает метод управления (название опции)
Разрешить отправку широковещательных данных
Получить ошибку сокета
Оставайтесь на связи
Задержка закрытия соединения
Внеполосные данные в нормальный поток данных
Размер буфера приема
Размер буфера отправки
Нижний предел буфера приема
Нижний предел буфера отправки
Время ожидания приема
Разрешить повторное использование локального адреса и порта
Получить тип сокета
Совместим с системой BSD
Включить заголовок IP в пакет
Параметры заголовка IP
Максимальный размер сегмента данных TCP
Не используйте алгоритм Нагла
Каждый сокет SO_RCVBUF и SO_SNDBUF имеет буфер отправки и буфер приема.Используйте эти две опции сокета, чтобы изменить размер буфера по умолчанию.
При установке размера приемного буфера TCP-сокета очень важен порядок вызовов функций, потому что параметр размера окна TCP обменивается с другой стороной с помощью SYN при установлении соединения. Для клиентов параметр O_RCVBUF должен быть установлен перед подключением; для серверов параметр SO_RCVBUF должен быть установлен перед прослушиванием.
2 использование setsockopt
(1) Закройте (обычно он не будет закрыт сразу, но должен пройти процесс TIME_WAIT), а затем захотите продолжить повторное использование сокета.
(2) Если сокет, который уже находится в подключенном состоянии, принудительно закрывается после вызова close, он не пройдет процесс TIME_WAIT.
(3) В процессе send (), recv (), иногда из-за сетевых условий и других причин, отправка и получение не могут выполняться должным образом, и устанавливается ограничение по времени отправки и получения.
(4) В send () возвращается фактически отправленный байт (синхронно) или байт, отправленный в буфер сокета (асинхронно); состояние системы по умолчанию составляет 8688 байтов (примерно 8.5K); В реальном процессе объем отправленных и полученных данных относительно велик, и можно установить буферы сокетов, что позволяет избежать непрерывного цикла отправки и получения send () и recv ().
(5) Если вы не хотите, чтобы копия из системного буфера в буфер сокета не влияла на производительность программы при отправке данных.
(6) Как и выше, завершите указанную выше функцию в recv () (по умолчанию содержимое буфера сокета копируется в системный буфер).
(7) Обычно при отправке дейтаграмм UDP есть надежда, что данные, отправленные сокетом, имеют широковещательные характеристики.
(8) В процессе подключения клиента к серверу, если сокет в неблокирующем режиме находится в процессе connect (), задержка connect () может быть установлена до вызова accpet () (эта функция устанавливается только в неблокирующем процессе. Это имеет значительный эффект и мало влияет на блокировку вызовов функций).
Работа с сетевыми сокетами на Python
Сетевой сокет — это эндпоинт межпроцессного взаимодействия в компьютерной сети. В Python Standard Library есть модуль socket, предоставляющий низкоуровневый сетевой интерфейс. Этот интерфейс является общим для разных языков программирования, поскольку он использует системные вызовы на уровне операционной системы.
Пример Python socket:
Функция возвращает объект сокета, который имеет следующие основные методы:
Здесь мы создаем серверный сокет, привязываем его к localhost и 50000-му порту и начинаем прослушивать входящие соединения.
Код на стороне клиента выглядит проще:
Вместо методов bind() и listen() он вызывает только метод connect() и сразу же отправляет данные на сервер. Затем он получает обратно 1024 байта, закрывает сокет и выводит полученные данные.
Все методы сокета являются блокирующими. Это значит, что когда метод считывает данные из сокета или записывает их в него, программа больше ничего делать не может.
Одно из возможных решений — делегировать работу с клиентами отдельным потокам. Однако создание потоков и переключение контекстов между ними — операция не из дешевых.
Для решения этой проблемы существует так называемый способ асинхронного взаимодействия с сокетами. Основная идея состоит в том, чтобы делегировать поддержание состояния сокета операционной системе и позволить ей уведомлять программу, когда есть данные для чтения из сокета или когда сокет готов к записи.
Существует множество интерфейсов для разных операционных систем:
Все они примерно одинаковы, поэтому давайте создадим сервер с помощью Python select. Пример Python select :
Как видите, кода гораздо больше, чем в блокирующем Echo-сервере. Это в первую очередь связано с тем, что мы должны поддерживать набор очередей для различных списков сокетов, то есть сокетов для записи, чтения и отдельный список для ошибочных сокетов.
Здесь мы вызываем метод select.select для того, чтобы операционная система проверила, готовы ли указанные сокеты к записи и чтению, и нет ли каких-либо исключений. Метод передает три списка сокетов, чтобы указать, какой сокет должен быть доступен для записи, какой — для чтения и какой следует проверить на наличие ошибок.
Этот вызов (если не передан аргумент timeout ) блокирует программу до тех пор, пока какие-либо из переданных сокетов не будут готовы. В этот момент вызов вернет три списка сокетов для указанных операций.
Для сокетов с возможностью записи он получает сообщения (если они есть) из очереди и записывает их в сокет. Если в сокете есть ошибки, метод удаляет сокет из списков.
Так работают сокеты на низком уровне. Однако в большинстве случаев нет необходимости реализовывать настолько низкоуровневую логику. Рекомендуется использовать более высокоуровневые абстракции, такие как Twisted, Tornado или ZeroMQ, в зависимости от ситуации.
Создание клиент-сервер на Python для зародышей
Приветик. В данной статье не будет никакой занудной теории по типу «А чТо ТаКоЕ СЕРВЕР. «. Мы будем вкратце описывать работу клиент-сервер, а также приведём примеры. Данная статья будет интересна тем, кто не до конца понимает как работает клиент-сервер, кто забивает в череп гвозди, чтобы повысить содержание железа и стать умнее, кто думает что клиент-сервер это что-то заоблачное для обычного начинающего кодера.
Итак, приступим к описанию принципов работы:
Сервер, на IP адресе по порту ожидает подключения на указанный IP адрес с портом . IP машины и IP приёма должны быть одинаковы. Порты имеют значения в диапазоне 0-65535.
Сервер видит что кто-то хочет посмотреть нюдсы Иванова Ивана и просто отсылает их обратно клиенту.
— Вот так мы максимально кратко расписали клиент-сервер. Распишем немного побольше.
— ЭЙ СТОЙ! А чо ещё за TCP и UPD?
— Секундочку.
Что такое UPD и TCP?
Вкратце это технологии передачи данных между двумя устройствами. Они оба разные как лолихантер и милфхантер. Приведём парочку примеров:
— Эй, Санёк, я тут камни нашёл. Можно я в тебя его кину?
— Хорошо, Шанёк, кидай
— Разрешение кидать получено!
*Кинул камни настолько мягко и последовательно, что Санёк успел словить все*
Это был пример работы TCP. Он превосходит UPD в целостности данных, строго последовательным отправлением данных и большей надёжности, но в отличии от него меньшей скоростью.
— Эй, Санёк, лови!
*Кинул камни так сильно, что Санёк сразу дал дёру, успев сначала словить большую часть камней*
— *****, не поймал, в лицо попал
Это был пример работы UPD. В отличии от своего «прилежного» брата он более быстрый в закидывании камня. Но вместо строгой последовательности отправки данных, кидает всё что видит.
Теперь черпанём немного практики.
Для начала сделаем вечно получающий информацию сервер.
Для передачи информации через сокеты в Python используем socket
Теперь же нам надо сделать слушалку.
Теперь у нас есть почтовый ящик и заранее готовая коробка с посылкой. Теперь нам нужно проверять наш почтовый ящик. Наш почтовый ящик вмещает 1 КБ (1024 байт). Поэтому нам нужно каждый раз открывать ящик, забирать оттуда данные и продолжать до тех пор, пока ящик не опустеет.
Вот так мы будем получать информацию о том, что нам отправили. Это как будто вы перевернули почтовый ящик вверх дном и высыпаете оттуда всё до конца.
— Но зачем в начале нам отправлять данные?
Таким образом мы показываем клиенту что готовы работать. Если бы мы этого не сделали, клиент бы стоял молчал.
Раз уж с сервером окончено перейдём к клиенту
Ну вот, теперь при запуске клиента по IP, от сервера мы получим «Привет», а сервер получит наше «И тебе привет!», а также продолжит ждать от нас ответ.
Прошу акцентировать внимание, что эти каналы легко прослушать, а по сему для передачи личных данных желательно пользоваться алгоритмами шифрования (например идеально подойдёт RSA).
Немного дополнительных вопросов:
Можно ли при помощи сокетов сделать консоль? Как реализовать в нём команды?
Конечно. Команды можно реализовать просто отправкой сообщения, а после получения обработкой через условия.
Как сделать таймаут?
Что если я укажу чужой адрес в прослушивании сервера?
Вам просто выбьет ошибку.
Можно ли по сокетам передавать фото, видео и т.д.?
Да, конечно. Фото и видео это просто данные. Их можно прочесть, а соответственно и отправить.
Небольшая справочка по основным командам для создания сокетов:
Дополнительные источники, полезные ссылки:
И на этом мы закончим вступление клиент-сервер в Python для зародышей. Напомню что данная статья не создана для Truehard кодеров, она создана для тех кто не разбирается в сокетах и хочет понять как с ними работать.
Советы по программированию сокетов в Python.
Во первых этот материал для тех, кто уже пробовал программировать сокеты, а во вторых здесь будет говорится только о сокетах INET (то есть IPv4) STREAM (т.е. TCP), так как они составляют не менее 99% используемых сокетов. От сокета STREAM можно получить лучшую производительность, чем от какого-то другого. Так же приоткроем тайну того, что такое сокет и дадим несколько советов, как работать с блокирующими и неблокирующими сокетами. Начнем разбираться с блокирующих сокетов, т.к. необходимо знать, как они работают, прежде чем работать с неблокирующими сокетами,
Содержание.
Что такое сокет и как он создается?
Грубо говоря, когда происходит переход по ссылке на сайте, браузер делает что-то вроде следующего:
То, что происходит на веб-сервере, немного сложнее. Сначала веб-сервер создает серверный сокет:
Второе замечание: порты с небольшим числом (обычно до 3-х цифр) зарезервированы для «хорошо известных» служб `(HTTPS, SNMP и т. д.), по этому, в качестве номера порта сокета всегда необходимо использовать числа их 4-х цифр, например 8000.
Теперь, когда есть серверный сокет, прослушивающий 443 порт, можно войти в основной цикл веб-сервера:
Существует 3 основных способа, которыми этот цикл может работать:
Подробнее об этом позже. Сейчас важно понять, что это все, что делает серверный сокет. Он не отправляет и не получает никаких данных. Он просто воспроизводит/создает клиентские сокеты. Каждый клиентский сокет создается в ответ на то, что какой-то новый клиентский сокет выполняет подключение sock.connect() к серверу на определенный хост и порт. На этот запрос, сервер создает новый клиентский сокет, и как только он это сделает то сразу возвращается к прослушиванию следующих подключений. Два клиента могут свободно общаться, например на каком-нибудь динамически выделенном порту, который будет закрыт после общения.
Межпроцессорное взаимодействие (IPC).
Использование сокета.
Когда метод Socket.recv() возвращает 0 байтов, это означает, что другая сторона закрыла или находится в процессе закрытия соединения. Следовательно данные из этого подключении больше не будут поступать. Например протокол HTTP/HTTPS использует сокет только для одной передачи. Клиент отправляет запрос, затем читает ответ, сокет закрывается, это означает, что клиент (браузер) может определить конец ответа, получив 0 байтов.
Теперь должно прийти понимание фундаментальной истины сокетов: сообщения должны быть либо определенной фиксированной длины, либо разделены на несколько частей маркерами, либо с указанием длины сообщения (что намного лучше), либо заканчиваться отключением соединения. Выбор полностью за программистом.
В общем, самым простым решением являются сообщения фиксированной длины:
Например можно использовать какой то определенный код отправки практически для любой схемы обмена сообщениями. В Python сокетах ведь отправляются строки, следовательно можно использовать функцию len() для определения их длины. В основном, усложняется код приема.
Если идти по пути сообщений с маркерами, то необходимо получать фрагменты произвольного размера и сканировать полученное сообщение в поисках этих маркеров. Фрагменты по 4096 или 8192 часто хорошо подходят для размеров сетевого буфера. При этом следует помнить об одной сложности: если используемый протокол позволяет отправлять несколько сообщений друг за другом без какого-либо ответа, а вызов Socket.recv() читает произвольный размер фрагмента, то можно в конечном итоге, не чайно, прочитать начало следующего сообщения. В этом случае нужно его запомнить и держать, пока оно не понадобится.
В интересах создания первого приложения с использованием сокетов, вышесказанные улучшения оставлены как упражнение для читателя.
Прием/передача двоичных данных.
Закрытие соединения сокета.
Когда умирают сокеты.
Неблокирующие сокеты
Здесь передается в select.select() три списка:
Предупреждение о переносимости: в Unix, модуль select работает как с сокетами, так и с файлами. Не пытайтесь использовать это в Windows. В Windows, модуль select работает только с сокетами. Также обратите внимание, что в языке C многие из более продвинутых параметров сокетов в Windows выполняются иначе. Фактически, в Windows обычно используют потоки, которые работают очень и очень хорошо с сокетами.
Для сокетов из списка writable программа извлекает сообщение из соответствующей очереди message_queues (если есть) и записывает их в сокет. Если в сокете есть ошибка, он удаляет сокет из всех списков опроса ( inputs и outputs ).
Так работают сокеты на низком уровне. В большинстве случаев нет необходимости реализовывать логику на таком низком уровне. Рекомендуется использовать некоторые абстракции более высокого уровня, такие как | Twisted |, | Tornado | или | ZeroMQ |, в зависимости от ситуации.