Question

说到代理，那肯定会跟网络协议有关，包括（tcp, ip, http），网络中的进程需要通过 socket 来通信，socket 可以认为是操作系统抽象出来的一类接口，供使用者能够更加方便的与底层的网络协议打交道。

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我们先来看看 tcp 的 socket 编程。

服务端

import socket
import threading

# AF_INET: 基于 IPV4 的网络通信 SOCK_STREAM: 基于 TCP 的流式 socket 通信
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 将套接字绑定到地址
s.bind(('127.0.0.1', 8888))
# 监听 TCP 传入连接
s.listen(5)


def handle_tcp(sock, addr):
    print("new connection from %s:%s" % addr)
    sock.send(b'Welcome!')

    while True:
        data = sock.recv(1024)
        if not data:
            break
        sock.send(b'Hello, %s!' % data)
    sock.close()


while True:
    sock, addr = s.accept()
    t = threading.Thread(target=handle_tcp, args=(sock, addr))
    t.start()

客户端

import socket

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect(('127.0.0.1', 8888))
print(s.recv(1024))

for data in [b'dog']:
    s.send(data)
    print(s.recv(1024))
s.close()

上面是个很简单的客户端和服务端的例子，服务器端用了线程，主要是为了能够同时处理多个请求。不然每次处理请求的时候整个程序就会处于阻塞状态。

通过 wireshark 捕获请求，可以看到客户端经过三次握手和服务端连接成功，接下来双方开始发送数据，发送完成后，四次挥手断开连接。

具体说下过程吧

1. 首先服务器端初始化一个 socket 对象，将 socket 绑定到 (127.0.0.1, 8888) 这个地址上(bind)，然后开始监听(listen)，并阻塞在 accept 函数上，直到有连接过来。
2. 客户端也初始化一个 socket 对象，调用 connect 和服务端建立连接。
3. 服务端 accept 函数返回了一个新的 sock 套接字对象，传入到新线程中和客户端交互数据。
4. 接下来就是 socket 的 recv 和 send 函数进行数据的交互。
5. 最后 socket close 关闭套接字。

由于 tcp 传递的数据属于 stream, 也就是调用 recv 和 send 的次数都没有限制，对数据的发送和边界也没有限制。这个和下文的 udp 编程有区别，发送端每执行一次写操作，udp 模块就会将它封装成一个 udp 包发送，接收端也对每个 udp 包执行一次读操作，每次都得完整取出来，如果没有足够的应用缓冲区来读取 udp 数据包，则会被截断。

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再简单看下 udp 的 socket 编程

服务端

import socket

# AF_INET: 基于 IPV4 的网络通信 SOCK_DGRAM: 基于 udp 的流式 socket 通信
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
# 将套接字绑定到地址
s.bind(('127.0.0.1', 8888))

while True:
    data, addr = s.recvfrom(1024)
    print('Received from %s:%s.' % addr)
    s.sendto(b'Hello, %s!' % data, addr)

客户端

import socket

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

for data in [b'dog']:
    s.sendto(data, ('127.0.0.1', 8888))
    print(s.recv(1024))
s.close()

由于 udp 不需要建立连接，只需要知道对方的 IP 地址和端口号，就可以直接发数据包。但是，能不能到达就不知道了。所以客户端直接通过 sendto() 给服务器发数据，服务端调用 recvfrom() 就能拿到数据。