计算机网络自顶向下方法套接字编程作业

- 日理万妓 2022-04-12 04:17 473阅读 0赞

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][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；  
如需转载请联系：2391527690@qq.com  
更多代码更新或解释请关注微信公众号：月小水长

# 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`404 Not Found` ###

## 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`WebServer.py` ###

### 可以直接运行`WebClient.py` ###

此时会在工程下得到一个响应文件`response.html`

### 也可以在浏览器输入`localhost:9999/index.html` ###

浏览器方式时，需要取消对服务端代码第25行`#connectionSocket.close()`的注释再运行,至于为什么是这样，这是个历史遗留问题，有兴趣还是私戳我邮箱交流吧。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lnZHh0_size_16_color_FFFFFF_t_70]

# 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 < 4:
    		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。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lnZHh0_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

# 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][Windows_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`stmpDemo.py`,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  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lnZHh0_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lnZHh0_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

# 作业4： 多线程Web代理服务器 #

写到这发现深夜了，以后更新

[https_github.com_inspurer_ComputerNetwork]: https://github.com/inspurer/ComputerNetwork
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lnZHh0_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220412/0d86ee381cc44a9490f02dc7d7f5be2e.png
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[Windows_POP3]: https://blog.csdn.net/ygdxt/article/details/83928802
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