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这篇文章主要介绍了python如何设计tcp数据包协议类,具有一定借鉴价值,感兴趣的朋友可以参考下,希望大家阅读完这篇文章之后大有收获,下面让小编带着大家一起了解一下。
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在tcp编程中,最需要解决的就是粘包分包问题。所以,我们需要在每个数据包前面加上数据包的长度用以分割粘连的包。
二. 包结构的设计
包的组成:包长度+数据域
包长度:用4个字节存储数据域长度,数据域长度即为其所占字节数
数据域:由若干个变量组成,如果是定长变量则不用加变量长度
定长变量:我们人为规定,传输中的int为4字节定长变量
变长变量:那就是字符串啦
文字难理解,那我就画个图吧:
上图的第一行是数据包的一个总体结构
第二行是数据域内部的一个结构(数据域的变量数量和位置都是我们自己定的,上图只是举一个例子而已)
第三行是具体变量的结构
如果不太清楚这个结构,不要紧,我们来举一个具体的例子
比如我们现在创建一个数据域是这样的数据包:
数据域:666,"你好啊","hello",888
这个数据域一共存储了四个变量,开头和结尾是两个整型变量,中间是两个字符串变量。然后我们对这个数据域构建出来的数据包是这个样子的:
这下搞明白了吧,那下面就看看怎么用python封装一个类实现上述结构的数据包的组装。
三. 代码实现
class Protocol: """ 规定: 数据包头部占4字节 整型占4字节 字符串长度位占2字节 字符串不定长 """ def __init__(self, bs=None): """ 如果bs为None则代表需要创建一个数据包 否则代表需要解析一个数据包 """ if bs: self.bs = bytearray(bs) else: self.bs = bytearray(0) def get_int32(self): try: ret = self.bs[:4] self.bs = self.bs[4:] return int.from_bytes(ret, byteorder='little') except: raise Exception("数据异常!") def get_str(self): try: # 拿到字符串字节长度(字符串长度位2字节) length = int.from_bytes(self.bs[:2], byteorder='little') # 再拿字符串 ret = self.bs[2:length + 2] # 删掉取出来的部分 self.bs = self.bs[2 + length:] return ret.decode(encoding='utf8') except: raise Exception("数据异常!") def add_int32(self, val): bytes_val = bytearray(val.to_bytes(4, byteorder='little')) self.bs += bytes_val def add_str(self, val): bytes_val = bytearray(val.encode(encoding='utf8')) bytes_length = bytearray(len(bytes_val).to_bytes(2, byteorder='little')) self.bs += (bytes_length + bytes_val) def get_pck_not_head(self): return self.bs def get_pck_has_head(self): bytes_pck_length = bytearray(len(self.bs).to_bytes(4, byteorder='little')) return bytes_pck_length + self.bs if __name__ == '__main__': p = Protocol() p.add_int32(666) p.add_str("你好啊") p.add_str("hello") p.add_int32(888) r = Protocol(p.get_pck_not_head()) print(r.get_int32()) print(r.get_str()) print(r.get_str()) print(r.get_int32())
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