计算机网络自顶向下方法套接字编程Python实现

作者： 肖涛Python爱好者社区专栏作者

个人公众号：inspurer

个人网站:https://inspurer.github.io/

简书:https://www.jianshu.com/u/1b872cf08f32

本博客是针对，《计算机网络自顶向下方法》一书第二章后面套接字编程作业，所有代码均已上传至我的github:https://github.com/inspurer/ComputerNetwork

所有代码均本人亲自编写，有问题欢迎评论交流。

作业1： Web服务器

问题描述

使用Python开发一个简单的Web服务器，它仅能处理一个请求，具体而言，你的服务器将

当一个客户（浏览器）联系时创建一个连接套接字；

这个连接接受http请求；

解释该请求以确定所请求的特定文件；

从服务器的文件系统获得请求的文件；

创建一个由请求的文件组成的HTTP响应报文，报文前有首部行；

经TCP连接向请求的浏览器发送响应;

如果文件不存在，返回

问题解决

主要代码服务端代码

from socket import *

serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

serverSocket.bind(("127.0.0.1",9999))

serverSocket.listen(1)

# 没有客户端链接时一直在此阻塞

connectionSocket, addr = serverSocket.accept()

while True:

print('waiting for connection...')

try:

#接收1k数据

data = connectionSocket.recv(1024)

print(data)

if not data:

continue

#data是一个get的http请求报文

filename = data.split()[1] #filename = /HelloWorld.html

# #print(filename[1:])

f = open(filename[1:],encoding="utf-8") #f = HelloWorld.html

outputdata = f.read()

header = 'HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n'

#回复报文

connectionSocket.send(header.encode())

for i in range(0, len(outputdata)):

connectionSocket.send(outputdata[i].encode())

#connectionSocket.close()

except IOError:

header = 'HTTP/1.1 404 NOT FOUND\r\n\r\n'

connectionSocket.send(header.encode())

connectionSocket.close()

# 浏览器键入 localhost:***/index.html会有两个请求

# index.html && favicon.ico(网站的图标)

客户端代码

from socket import *

ClientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

ClientSocket.connect(('localhost',9999))

while True:

#这里的Connetction: close不同于浏览器常见的keep-alive,

#close表示要求服务器在发送完被请求的对象后就关闭这条链接

Head = '''GET /index.html HTTP/1.1\r\nHost: localhost:9999\r\nConnection: close\r\nUser-agent: Mozilla/5.0\r\n\r\n'''

ClientSocket.send(Head.encode('utf-8'))

data = ClientSocket.recv(1024)

print(data)

with open("response.html","wb") as f:

f.write(data)

How to run

首先运行服务端代码可以直接运行

此时会在工程下得到一个响应文件

也可以在浏览器输入

浏览器方式时，需要取消对服务端代码第25行

作业2： UDP ping程序

问题描述

使用python采用UDP协议编写一个ping程序，发送一个简单的ping报文给服务器，并确定从客户发送ping报文服务器到接受到pong报文为止的时延，称为往返时延(RTT) 。因为UDP是一个不可靠的协议，客户发送的分组可能会丢失，为此，客户不能无限期地等待服务器的响应，等待时间至多为1s，否则，打印一条错误信息。

问题解决

主要代码服务端代码

import random

from socket import *

#AF_INET指定使用IPv4协议，如果要用更先进的IPv6，就指定为AF_INET6

#SOCK_DGRAM指定了这个Socket的类型是UDP

serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

#用0.0.0.0绑定到所有的网络地址，还可以用127.0.0.1绑定到本机地址

serverSocket.bind(('127.0.0.1',12000))

while True:

#产生一个0到10之间的随机数

rand = random.randint(0, 10)

#从套接口上读取数据，参数为缓冲区大小

message, address = serverSocket.recvfrom(1024)

#通过打印我们可以看到UDP客户端socket的端口是不确定，系统随机分配的

print("收到来自 %s 的报文: (%s)" % (address,message))

# 把接收到的信息全部转为大写

print("随机数是: %d" % rand)

message = message.upper()

#如果随机数小于4，服务端无应答,客户端就会超时

if rand

continue

serverSocket.sendto(message, address)

客户端代码

import time

from socket import *

serverName = '127.0.0.1' # 主机

serverPort = 12000

# 创建Socket时，AF_INET指定使用IPv4协议，如果要用更先进的IPv6，就指定为AF_INET6

# SOCK_DGRAM指定了这个Socket的类型是UDP

# SOCK_STREAM指定使用面向流的TCP协议

clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

clientSocket.settimeout(1) # 设置超时时间为1s

for i in range(0, 10):

oldTime = time.time()

sendTime = time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S', time.localtime(oldTime))

# encode()把str转成bytes,传输格式要求

message = ('package %d,client_local_time:%s' % (i + 1, sendTime)).encode()

try:

# 发送数据

clientSocket.sendto(message, (serverName, serverPort))

# 1024指定要接收的最大数据量为1kb = 1024 bytes

# recvfrom是一个系统调用，由用户态转向系统态，从套接口上接收数据，并捕获数据发送源的地址。

# 如果数据报大于缓冲区，那么缓冲区中只有数据报的前面部分，其他的数据都丢失了，并且recvfrom()函数返回WSAEMSGSIZE错误

# 如果没有数据待读，那么除非是非阻塞模式，不然的话套接口将一直等待数据的到来，果没有在Timeout = 1s内接收到数据，此时将返回SOCKET_ERROR错误，错误代码是WSAEWOULDBLOCK。用select()或WSAAsynSelect()可以获知何时数据到达

# UDP的 recvfrom() 和 TCP 的recv()不一样,具体可以看 TCP Ping项目

modifiedMessage, serverAddress = clientSocket.recvfrom(1024)

# 计算往返时间

rtt = time.time() - oldTime

# decode 把bytes转成str

modifiedMessage = modifiedMessage.decode("utf-8")

print('报文 %d 收到来自 %s 的应答: %s,往返时延(RTT) = %fs' % (i+1, serverName,modifiedMessage, rtt))

except Exception as e:

print('报文 %d: 的请求超时' % (i+1)) # 处理异常

How to Run

先运行服务端代码，再运行客户端代码，注意不要占用端口。

邮件客户

问题描述

使用STMP协议从一个邮箱向另一个邮箱发送邮件

问题解决

可以先了解一下：Windows下操作POP3

主要代码

#作业3：邮件客户

from smtplib import SMTP

from email.mime.text import MIMEText

from email.header import Header

mail_server = 'smtp.163.com'

#根据发送方邮箱确定邮箱服务器

#qq邮箱的服务器为smtp.qq.com;163邮箱为smtp.163.com

def get_mail_server(sender):

key = sender[sender.index('@')+1:]

return "smtp."+key

port = '25' ## SMTP协议默认端口是25

sender = '2391527690@qq.com'

mail_server = get_mail_server(sender)

sender_pass = 'put your mail_code here' #注意是授权码,而不是登录密码,需要在邮箱端先获取

receiver = 'csu_xiaotao@163.com'

mail_msg = 'this is a demo'

#第一个参数就是邮件正文，

# 第二个参数是MIME的subtype，传入'plain'表示纯文本，最终的MIME就是'text/plain'，

# 最后一定要用utf-8编码保证多语言兼容性。

msg = MIMEText(mail_msg, 'plain', 'utf-8')

msg['From'] = sender

msg['To'] = receiver

#Header对象编码文本，包含utf-8编码信息和Base64编码。

msg['Subject'] = Header('来自inspurer的个人计算机', 'utf-8')

try:

server = SMTP(mail_server, port)

#用set_debuglevel(1),可以打印出和SMTP服务器交互的所有信息

#server.set_debuglevel(1)

server.login(sender, sender_pass)

#由于可以一次发给多个人，所以传入一个list，邮件正文是一个str，as_string()把MIMEText对象变成str

server.sendmail(sender, (receiver), msg.as_string() )

server.quit()

print("邮件发送成功！")

except:

server.quit()

print("邮件发送失败！")

How to Run

直接运行

注意代码里的邮箱授权码要填成你自己的，它和邮箱登录密码不一样，至于怎么获取百度吧，我不做搬运工。

作业4： 多线程Web代理服务器

写到这发现深夜了，以后更新

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