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python socket筆記

everfly / 2750人閱讀

摘要：套接字是全雙工的。做兩件事將未鏈接的套接字轉(zhuǎn)換為被動(dòng)套接字，指示內(nèi)核接受對(duì)此套接字的連接請(qǐng)求制定了內(nèi)核為此套接口排隊(duì)的最大連接個(gè)數(shù)對(duì)于指定的套接字，內(nèi)核要維護(hù)未連接隊(duì)列和已連接隊(duì)列兩個(gè)隊(duì)列，完成三路握手的連接將從未連接隊(duì)列移至已連接隊(duì)列。

基礎(chǔ)

一個(gè)套接字由相關(guān)五元組構(gòu)成，協(xié)議、本地地址、本地端口、遠(yuǎn)程地址、遠(yuǎn)程端口。
套接字是全雙工的。

listen函數(shù)

只用于tcp，listen的原型是def listen(self, backlog)，backlog一般默認(rèn)為5，但是可以人為調(diào)整，一些web服務(wù)器都會(huì)高于此值。listen做兩件事：

將未鏈接的套接字轉(zhuǎn)換為被動(dòng)套接字，指示內(nèi)核接受對(duì)此套接字的連接請(qǐng)求

制定了內(nèi)核為此套接口排隊(duì)的最大連接個(gè)數(shù)

對(duì)于指定的套接字，內(nèi)核要維護(hù)未連接隊(duì)列和已連接隊(duì)列兩個(gè)隊(duì)列，完成三路握手的連接將從未連接隊(duì)列移至已連接隊(duì)列。accept時(shí)會(huì)從已連接隊(duì)列中取出一個(gè)給當(dāng)前進(jìn)程，若隊(duì)列為空則睡眠(表征了其事件驅(qū)動(dòng)的特性)
backlog為兩個(gè)隊(duì)列和的最大值，超過此值將忽略新來的連接并且不發(fā)RST，以使客戶端重發(fā)SYN，讓TCP的重傳機(jī)制進(jìn)行重傳。
backlog為0表示不限制連接數(shù)，可能會(huì)導(dǎo)致SYN Flooding，不建議使用該值

socket.SO_REUSEADDR 
socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

可以用于以下四種情況：

當(dāng)有一個(gè)有相同本地地址和端口的socket1處于TIME_WAIT狀態(tài)時(shí)，而你啟動(dòng)的程序的socket2要占用該地址和端口，你的程序就要用到該選項(xiàng)。

SO_REUSEADDR允許同一port上啟動(dòng)同一服務(wù)器的多個(gè)實(shí)例(多個(gè)進(jìn)程)。但每個(gè)實(shí)例綁定的IP地址是不能相同的。在有多塊網(wǎng)卡或用IP Alias技術(shù)的機(jī)器可以測試這種情況。

SO_REUSEADDR允許單個(gè)進(jìn)程綁定相同的端口到多個(gè)socket上，但每個(gè)socket綁定的ip地址不同。這和2很相似，區(qū)別請(qǐng)看UNPv1。

SO_REUSEADDR允許完全相同的地址和端口的重復(fù)綁定。但這只用于UDP的多播，不用于TCP

將監(jiān)聽的連接設(shè)置為可重用，這個(gè)選項(xiàng)有一些很實(shí)用的功能：

防止重啟監(jiān)聽程序時(shí)出現(xiàn)無法bind端口錯(cuò)誤

實(shí)現(xiàn)TCP的NAT穿透

TCP粘包處理

與UDP不同，TCP是流協(xié)議，而流是連續(xù)不斷沒有界限的，使用TCP時(shí)需要自己處理分包。由于網(wǎng)絡(luò)情況或者發(fā)送問題，有可能接收到包的順序和發(fā)送的順序不同，這時(shí)候就需要用一些方法去進(jìn)行粘包處理。

比如，為了防止緩沖區(qū)等待造成的粘包，可以將使用sendall函數(shù)將數(shù)據(jù)立即發(fā)送而不是等待緩沖區(qū)滿，并將socket設(shè)置為NODELAY

sock.setsockopt(socket.IPPROTO_TCP, socket.TCP_NODELAY, 1)

粘包問題其實(shí)是如何TCP數(shù)據(jù)消息邊界的問題，總的來說有3種解決方案：

發(fā)送固定長度的消息

把消息的尺寸與消息一塊發(fā)送

使用特殊標(biāo)記來區(qū)分消息間隔

第二種情況應(yīng)該是用得最普遍的，實(shí)現(xiàn)比較簡單，也不會(huì)對(duì)性能造成大的影響。

http協(xié)議中基本三種方式都用到了，如圖

http頭部使用CRLF，也就是"回車換行"來區(qū)分頭部之間的不同字段，使用消息體尺寸來分割http消息體的內(nèi)容，使用EOF(ascii為255)來關(guān)閉連接。頭部和消息體之間呢？使用兩個(gè)CRLF來區(qū)分

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