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模拟ssh执行远程命令

模拟ssh执行远程命令

服务端

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from socket import *
import subprocess

server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
server.bind(('127.0.0.1', 8090))
server.listen(5)

while True:
    conn, client_addr = server.accept()
    print(client_addr)

    while True:
        try:
            cmd = conn.recv(1024)
            if not cmd:break
            obj = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True,
                                   stdout=subprocess.PIPE,
                                   stderr=subprocess.PIPE
                                   )
            stdout = obj.stdout.read()
            stderr = obj.stderr.read()
            cmd_res = stdout+stderr
            print(len(cmd_res))
            conn.send(cmd_res)
        except ConnectionResetError:
            break

    conn.close()
server.close()

客户端

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from socket import *

client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
client.connect(('127.0.0.1', 8090))

while True:
    cmd = input('>>: ').strip()
    if not cmd:continue
    client.send(cmd.encode('utf-8'))
    data = client.recv(1024)
    print(data.decode('gbk')) #环境时windows收包后要转成gbk格式。

client.close()

粘包现象

什么是粘包?

须知:只有TCP有粘包现象,UDP永远不会粘包。

首先需要掌握一个socket收发消息的原理

/postimages/image-20220412220522130.webp

发送端可以是一K一K地发送数据,而接收端的应用程序可以两K两K地提走数据,当然也有可能一次提走3K或6K数据,或者一次只提走几个字节的数据,也就是说,应用程序所看到的数据是一个整体,或说是一个流(stream),一条消息有多少字节对应用程序是不可见的,因此TCP协议是面向流的协议,这也是容易出现粘包问题的原因。而UDP是面向消息的协议,每个UDP段都是一条消息,应用程序必须以消息为单位提取数据,不能一次提取任意字节的数据,这一点和TCP是很不同的。

怎样定义消息呢?可以认为对方一次性write/send的数据为一个消息,需要明白的是当对方send一条信息的时候,无论底层怎样分段分片,TCP协议层会把构成整条消息的数据段排序完成后才呈现在内核缓冲区。

例如基于TCP的套接字客户端往服务端上传文件,发送时文件内容是按照一段一段的字节流发送的,在接收方看了,根本不知道该文件的字节流从何处开始,在何处结束。

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,不知道一次性提取多少字节的数据所造成的。

此外,发送方引起的粘包是由TCP协议本身造成的,TCP为提高传输效率,发送方往往要收集到足够多的数据后才发送一个TCP段。若连续几次需要send的数据都很少,通常TCP会根据优化算法把这些数据合成一个TCP段后一次发送出去,这样接收方就收到了粘包数据。

TCPUDP

  1. TCP(transport control protocol,传输控制协议)是面向连接的,面向流的,提供高可靠性服务。收发两端(客户端和服务器端)都要有一一成对的socket,因此,发送端为了将多个发往接收端的包,更有效的发到对方,使用了优化方法(Nagle算法),将多次间隔较小且数据量小的数据,合并成一个大的数据块,然后进行封包。这样,接收端,就难于分辨出来了,必须提供科学的拆包机制。 即面向流的通信是无消息保护边界的。
  2. UDP(user datagram protocol,用户数据报协议)是无连接的,面向消息的,提供高效率服务。不会使用块的合并优化算法,, 由于UDP支持的是一对多的模式,所以接收端的skbuff(套接字缓冲区)采用了链式结构来记录每一个到达的UDP包,在每个UDP包中就有了消息头(消息来源地址,端口等信息),这样,对于接收端来说,就容易进行区分处理了。 即面向消息的通信是有消息保护边界的。
  3. tcp是基于数据流的,于是收发的消息不能为空,这就需要在客户端和服务端都添加空消息的处理机制,防止程序卡住,而udp是基于数据报的,即便是你输入的是空内容(直接回车),那也不是空消息,udp协议会帮你封装上消息头。

udprecvfrom是阻塞的,一个recvfrom(x)必须对唯一一个sendinto(y),收完了x个字节的数据就算完成,若是y>x数据就丢失,这意味着udp根本不会粘包,但是会丢数据,不可靠。

TCP的协议数据不会丢,没有收完包,下次接收,会继续上次继续接收,己端总是在收到ack时才会清除缓冲区内容。数据是可靠的,但是会粘包。

两种情况下会发生粘包

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,数据了很小,会合到一起,产生粘包)

运行上面的服务端和客户端代码看TCP粘包现象。

结果:

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#服务端
('127.0.0.1', 3221)
21944 #一共21944个字节数据,只收了1024个字节数据。剩下的就会粘包。
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#客户端 执行tasklist 相当于打印windows的任务管理器,然后再执行dir查看有哪些文件。
>>: tasklist

映像名称                       PID 会话名              会话#       内存使用 
========================= ======== ================ =========== ============
System Idle Process              0 Services                   0          8 K
System                           4 Services                   0        144 K
Secure System                   88 Services                   0     73,304 K
Registry                       156 Services                   0     93,616 K
smss.exe                       528 Services                   0      1,256 K
csrss.exe                      880 Services                   0      5,200 K
wininit.exe                    980 Services                   0      6,700 K
csrss.exe                      988 Console                    1      7,392 K
services.exe                   784 Services                   0     12,104 K
LsaIso.exe                     816 Services                   0      3,352 K
lsass.exe                      808 Services                   0     24,360 K
winlogon
>>: dir
.exe                  1064 Console                    1     13,052 K
svchost.exe                   1192 Services                   0     35,916 K
fontdrvhost.exe               1228 Console                    1     14,864 K
fontdrvhost.exe               1236 Services                   0      4,444 K
WUDFHost.exe                  1244 Services                   0     18,332 K
svchost.exe                   1360 Services                   0     18,016 K
svchost.exe                   1408 Services                   0      9,484 K
dwm.exe                       1512 Console                    1    154,792 K
svchost.exe                   1644 Services                   0      9,572 K
svchost.exe                   1656 Services                   0     13,208 K
svchost.exe                   1664 Services                   0     14,728 K
svchost.exe                   1680 Services                   0     11,348 K
svchost.exe                   1708 Services                   0      5,540 K
svchost.exe       

发现dir显示的不是当前目录下的内容,仿佛是上一次执行tasklist后内容没显示全。

接收方不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) 。

拆包的发生情况

当发送端缓冲区的长度大于网卡的MTU时,TCP会将这次发送的数据拆成几个数据包发送出去。

补充问题一:为何TCP是可靠传输,UDP是不可靠传输

TCP在数据传输时,发送端先把数据发送到自己的缓存中,然后协议控制将缓存中的数据发往对端,对端返回一个ack=1,发送端则清理缓存中的数据,对端返回ack=0,则重新发送数据,所以TCP是可靠的。

udp发送数据,对端是不会返回确认信息的,因此不可靠。

补充问题二:send(字节流)和recv(1024)及sendall

recv里指定的1024意思是从缓存里一次拿出1024个字节的数据

send的字节流是先放入己端缓存,然后由协议控制将缓存内容发往对端,如果待发送的字节流大小大于缓存剩余空间,那么数据丢失,用sendall就会循环调用send,数据不会丢失。

警告
本文最后更新于 April 12, 2022,文中内容可能已过时,请谨慎使用。