Python Socket programming

웹을 이해하는 관점에서 간단하게 볼 것이다.

웹서버를 간단하게 만들 것이다.

Application -------------Socket------------ Transport

socket: 데이터를 보내고 받는 표준화된 API

방식: 실제로 통신하는 것은 소켓들이 하며, cocoatalk 자체는 외부 네트워크와 아무런 정보도 주고받지 않는다.

Web Service

• 웹 서버는 웹 클라이언트로부터 전송되어 오는 서비스 요청에 대한 결과인 HTML문서를 해당 웹 클라이언트에 제공
• 웹브라우저: HTML로 작성된 하이퍼텍스트 문서를 해석하여 화면에 출력
• 가장 대표적인 웹 서버로 아파치 사용
  • 안정성, 확장성을 고려한 OpenSource 프로젝트

HTTP Protocol

HyperText Transfer Protocol

• 웹에서 정보를 주고 받을 수 있는 가장 기본적인 프로토콜(1996)
• HTML 포맷을 사용한 text 및 멀티미디어 자료 공유
• TCP(80번port) 프로토콜을 사용한 응용 계층
• http:로 시작하는 URL을 통해 접속
• 대규모 접속을 지원하기 위한 접속을 유지하지 않는 stateless 프로토콜
• 클라이언트와 서버 사이에 이루어지는 요청/응답 프로토콜

요청-응답으로, 응답은 무조건 html이다.

HTTP Method (GET/POST)

• 웹서버에 요청하는 방식
  • 웹서버에 클라이언트의 data를 전송하기 위한 전송 방법
  • GET과 POST는 전달하는 방식에서 차이가 있음
• GET 방식 : URL을 통해 data 전송
  • GET방식으로 전송할 수 있는 data 크기는 한계가 있음
  • 전송 URL이 노출됨
  • http://xxx/service?name1=value1&name2=value2
  • GET /service?name1=value1&name2=value2
  • Host : xxx
• POST 방식 : Body를 통해 data 전송
  • 길이 제한이 없음
  • POST /service HTTP/1.1
  • Host : xxx
  • name1=value1&name2=value2

HTML

밑에서 이어서 다루겠다.

Practice - server

• server.py

import socket

server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  
#소켓이 꼭 TCPIP만 의미하는 것은 아니고 여러가지 통신방법이 있다.
#파라미터가 두 개 - 첫번째는 IP를 쓰겠다
#두번째는 TCP/UCP인데 STREAM은 TCP방법을 쓰겠다

server_socket.bind(('localhost', 12345))    #IP, 포트번호
server_socket.listen(0)                     #포트번호를 listening. 동시에 연결할 최대 소켓 갯수. 0은 automatically
#대기모드
print('listening...')

client_socket, addr = server_socket.accept() #클라이언트 접속될 때까지는 대기상태
print('accepting')
data =client_socket.recv(65535) #클라이언트 접속이 되면 데이터를 읽어들임.
#데이터는(패킷은) 최대 64k. 더 작을수도 클 수도 있는데, 크면 쪼개서 전송된다.

print('receive >> ' + data.decode())  #unicode to 한글

client_socket.send(data)
print('send data')
client_socket.close()
print('종료')

• client.py

import socket

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

sock.connect(('localhost', 12345))
print('서버접속성공')

sock.send('hello'.encode())
print('send message')

data=sock.recv(65535)
print('receive >> '+ data.decode())
print('종료')

데이터 보내기

• server.py 실행 후 client.py 실행하면

#result of server.py
listening...
accepting
receive >> hello
send data
종료

#result of client.py
서버접속성공
send message
receive : hello
종료

주로 server 다룰 것.

Simple HTTP server

• server.py

#simple http server
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

server_socket.bind(('localhost', 80))
server_socket.listen(0)
print('listening...')
client_socket, addr = server_socket.accept()
print('accepting')
data =client_socket.recv(65535)

print('receive >> ' + data.decode())
client_socket.close()

• 브라우저 요청 후 result

#result of server.py
listening...
accepting
receive : GET / HTTP/1.1    #http protocol version
Host: localhost
Connection: keep-alive
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/80.0.3987.87 Safari/537.36
Sec-Fetch-Dest: document
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3;q=0.9
Sec-Fetch-Site: none
Sec-Fetch-Mode: navigate
Sec-Fetch-User: ?1
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Accept-Language: ko-KR,ko;q=0.9,en-US;q=0.8,en;q=0.7
Cookie: _xsrf=2|941111c3|0f22749ff2b52f9ef56937eca9661be6|1580775110; username-localhost-8889="..."; username-localhost-8888="..."

#result of browser
페이지가 작동하지 않습니다.localhost에서 전송한 데이터가 없습니다.
ERR_EMPTY_RESPONSE

GET/POST method

• form.html

<form action="http://127.0.0.1/" method=post>
    <input type=text name=id>    <!--name 속성이 있는 데이터만 서버로 보내-->
    <input type=submit value="send">
</form>

• get method - header에 저장

listening...
accepting
receive >> GET /?id=hello HTTP/1.1

• post ,method - body에 저장

listening...
accepting
receive >> POST / HTTP/1.1
...
...
...
id=hello

HTTP

client_socket.send('HTTP/1.0 200 0K\r\n\r\nHello'.encode('utf-8'))

HTTP 규약 : HTML 버전, 에러코드, OK, 엔터코드 2개

send 함수 인풋은 무조건 byte data여야 한다.

buffer(임시메모리) : 어느정도 차면 그때 데이터를 보내. 굳이 그때그때 보내지 않아. (IOA 효율성 향상)

#html file load
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

server_socket.bind(('localhost', 80))
server_socket.listen(0)
print('listening...')

if True :           #while True : 테스트 할 때는 1회접속이 편리
    client_socket, addr = server_socket.accept()
    print('accepting')
    data =client_socket.recv(65535)
    data = data.decode()

    headers = data.split("\r\n")
    filename = headers[0].split(" ")[1]

    header = 'HTTP/1.0 200 0K\r\n\r\n'
    file = open('.'+filename, 'rt', encoding='utf-8')
    html = file.read()

    client_socket.send((header+html).encode('utf-8'))
    client_socket.close()    #HTTP의 특성. 접속하고 끊어버린다.

cf) 아래 두 줄을 html = open('.'+filename, 'rt', encoding='utf-8').read() 로 하면 안 되더라

file = open('.'+filename, 'rt', encoding='utf-8')
html = file.read()

• file 다루기

filename = '/index.html'
text = open('.'+filename, 'rt', encoding='utf-8').read()
#2nd param: read, write, binary, textflie
print(text)

./filename : current folder

서버사이드 프로그램: 파이썬 텍스트를 서버에 전송, 서버에서 파이썬 코드를 실행, 결과를 가져와 리턴

• 최종 test.py

#확장자 나누기 + threading
def httpprocess(client_socket) :
    data =client_socket.recv(65535)
    data = data.decode()
    print(data)

    try:    
        headers = data.split("\r\n")
        filename = headers[0].split(" ")[1]
        _, ext = os.path.splitext(filename)

        group_a = ['.html', '.htm']
        group_b = ['.jpg', '.jpeg', '.png', '.bmp']


        if '.py' in filename:
            html = subprocess.check_output(['python.exe', '.'+filename])
            html = html.decode('cp949')
            header = 'HTTP/1.0 200 0K\r\n\r\n'
            client_socket.send((header+html).encode('utf-8'))
        elif ext in group_a :
            file = open('.'+filename, 'rt', encoding='utf-8')
            html = file.read()
            header = 'HTTP/1.0 200 0K\r\n\r\n'
            client_socket.send((header+html).encode('utf-8'))
        elif ext in group_b or ext == '.ico' :
            client_socket.send('HTTP/1.1 200 OK\r\n'.encode())
            client_socket.send("Content-Type: image/png\r\n".encode())
            client_socket.send("Accept-Ranges: bytes\r\n\r\n".encode())
            file = open('.' + filename, 'rb')
            client_socket.send(file.read())  #binary type
            file.close()
        else :
            header = 'HTTP/1.0 404 File Not Found\r\n\r\n'
            client_socket.send((header+html).encode('utf-8'))
    except Exception as e:
        print(e)
    client_socket.close()



server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

server_socket.bind(('localhost', 80))
server_socket.listen(0)
print('listening...')

while True :
    client_socket, addr = server_socket.accept()
    client_socket.settimeout(3)
    print('accepting')
    t = threading.Thread(target=httpprocess, args=(client_socket,))
    t.start()

python과 html coding

코드를 섞어쓰면 불편하다.

같은 파일에서 동작하도록 -> template 기능 사용

• test2.py

html = """
<html>
   <head>
      <meta charset="utf-8">
   </head>

   <body>
       <font color=red> @out</font>
   </body>
</html>
"""

html = html.replace("@out",  "제목출력")
#template engine에서 실시간으로 바꿔준다.

print(html)

127.0.0.1/test2.py 들어가면 제목출력 이 출력된다.