python基于socket模拟实现ssh远程执行命令
作者:彩虹然
一、subprocess.Popen()
subprocess模块定义了一个类: Popen
类原型:
class subprocess.Popen( args, bufsize = 0, executable = None, stdin = None, stdout = None, stderr = None, preexec_fn = None, close_fds = False, shell = False, cwd = None, env = None, universal_newlines = False, startupinfo = None, creationflags = 0)
我们只需要关注其中几个参数:
- args:
args参数。可以是一个字符串,可以是一个包含程序参数的列表。要执行的程序一般就是这个列表的第一项,或者是字符串本身。
- shell=True:
在Linux下,当shell=True时,如果arg是个字符串,就使用shell来解释执行这个字符串。如果args是个列表,则第一项被视为命令,其余的都视为是给shell本身的参数。也就是说,等效于:
subprocess.Popen(['/bin/sh', '-c', args[0], args[1], ...])
- stdin stdout和stderr:
stdin stdout和stderr,分别表示子程序的标准输入、标准输出和标准错误。可选的值有PIPE或者一个有效的文件描述符(其实是个正整数)或者一个文件对象,还有None。如果是PIPE,则表示需要创建一个新的管道,如果是None,不会做任何重定向工作,子进程的文件描述符会继承父进程的。另外,stderr的值还可以是STDOUT,表示子进程的标准错误也输出到标准输出。
二、粘包现象
所谓粘包问题主要还是因为接收方不知道消息之间的界限,还有系统缓存区的问题,时间差的原因,不知道一次性提取多少字节的数据所造成的。
须知:只有TCP有粘包现象,UDP永远不会粘包
粘包不一定会发生,如果发生了:1.可能是在客户端已经粘了;2.客户端没有粘,可能是在服务端粘了
缓冲区的作用:存储少量数据
如果你的网络出现短暂的异常或者波动,接收数据就会出现短暂的中断,影响你的下载或者上传的效率。但是,缓
冲区解决了上传下载的传输效率的问题,带来了黏包问题。
收发的本质:不一定是一收一发
三、为什么出现粘包?
1,接收方没有及时接收缓冲区的包,造成多个包接收(客户端发送了一段数据,服务端只收了一小部分,服务端下次再收的时候还是从缓冲区拿上次遗留的数据,产生粘包)recv会产生黏包(如果recv接受的数据量(1024)小于发送的数据量,第一次只能接收规定的数据量1024,第二次接收剩余的数据量)
2,发送端需要等缓冲区满才发送出去,造成粘包(发送数据时间间隔很短,数据也很小,会合到一起,产生粘包)send 也可能发生粘包现象。(连续send少量的数据发到输出缓冲区,由于缓冲区的机制,也可能在缓冲区中不断积压,多次写入的数据被一次性发送到网络)
出现粘包现象的代码实例
server. py
import socket import subprocess # 建立 phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) # 绑定 phone.bind(('127.0.0.1', 8081)) # 监听 phone.listen(5) # 通信循环 while True: # 接收客户端连接请求 conn, client_addr = phone.accept() while True: # 接收客户端数据/命令 cmd = conn.recv(1024) if not cmd: break # 创建管道 obj = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE) stdout = obj.stdout.read() stderr = obj.stderr.read() # 向客户端发送数据 conn.send(stdout) conn.send(stderr) # 结束连接 conn.close() # 关闭套接字 phone.close()
client. py
import socket # 建立 phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 连接 phone.connect(('127.0.0.1', 8081)) while True: cmd = input('>>> ').strip() if not cmd: continue if cmd == 'quit': break # 给服务端发送数据/命令 phone.send(cmd.encode('utf-8')) # 接收服务端数据/命令 data = phone.recv(1024) print(data.decode('utf-8')) # 关闭套接字 phone.close()
粘包现象运行结果
可以观察到执行两次ls命令后,服务端返回的仍然是ifconfig命令的结果,最后一次ls命令的末尾才出现ls命令返回的部分结果
四、解决粘包问题的代码实例
server. py
import socket import subprocess import json import struct # 建立 phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) # 绑定 phone.bind(('127.0.0.1', 8081)) # 监听 phone.listen(5) # 通信循环 while True: # 接收客户端连接请求 conn, client_addr = phone.accept() while True: # 接收客户端数据/命令 cmd = conn.recv(1024) if not cmd: continue # 创建数据流管道 obj = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE) stdout = obj.stdout.read() stderr = obj.stderr.read() # 向客户端发送数据 # 解决粘包问题 # 1.制作固定长度的报头 header_dic = { 'filename': 'a.txt', 'total_size': len(stdout)+len(stderr) } # 序列化报头 header_json = json.dumps(header_dic) # 序列化为byte字节流类型 header_bytes = header_json.encode('utf-8') # 编码为utf-8(Mac系统) # 2.先发送报头的长度 # 2.1 将byte类型的长度打包成4位int conn.send(struct.pack('i', len(header_bytes))) # 2.2 再发报头 conn.send(header_bytes) # 2.3 再发真实数据 conn.send(stdout) conn.send(stderr) # 结束连接 conn.close() # 关闭套接字 phone.close()
client. py
import socket import struct import json # 建立 phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 连接 phone.connect(('127.0.0.1', 8081)) while True: cmd = input('>>> ').strip() if not cmd: continue if cmd == 'quit': break # 给服务端发送命令 phone.send(cmd.encode('utf-8')) # 接收服务端数据 # 1.先收报头长度 obj = phone.recv(4) header_size = struct.unpack('i', obj)[0] # 2.收报头 header_bytes = phone.recv(header_size) # 3.从报头中解析出数据的真实信息(报头字典) header_json = header_bytes.decode('utf-8') header_dic = json.loads(header_json) total_size = header_dic['total_size'] # 4.接受真实数据 recv_size = 0 recv_data = b'' while recv_size < total_size: res = phone.recv(1024) recv_data += res recv_size += len(res) print(recv_data.decode('utf-8')) # 关闭套接字 phone.close()
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