python中的tcp

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TCP简介

TCP介绍

TCP协议,传输控制协议(英语:Transmission Control Protocol,缩写为 TCP)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议,由IETF的RFC 793定义。

TCP通信需要经过创建连接、数据传送、终止连接三个步骤。

TCP通信模型中,在通信开始之前,一定要先建立相关的链接,才能发送数据,类似于生活中,"打电话""

TCP特点

1. 面向连接

通信双方必须先建立连接才能进行数据的传输,双方都必须为该连接分配必要的系统内核资源,以管理连接的状态和连接上的传输。

双方间的数据传输都可以通过这一个连接进行。

完成数据交换后,双方必须断开此连接,以释放系统资源。

这种连接是一对一的,因此TCP不适用于广播的应用程序,基于广播的应用程序请使用UDP协议。

2. 可靠传输

1)TCP采用发送应答机制

TCP发送的每个报文段都必须得到接收方的应答才认为这个TCP报文段传输成功

2)超时重传

发送端发出一个报文段之后就启动定时器,如果在定时时间内没有收到应答就重新发送这个报文段。

TCP为了保证不发生丢包,就给每个包一个序号,同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的包发回一个相应的确认(ACK);如果发送端实体在合理的往返时延(RTT)内未收到确认,那么对应的数据包就被假设为已丢失将会被进行重传。

3)错误校验

TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误;在发送和接收时都要计算校验和。

4) 流量控制和阻塞管理

流量控制用来避免主机发送得过快而使接收方来不及完全收下。

TCP与UDP的不同点

  • 面向连接(确认有创建三方交握,连接已创建才作传输。)
  • 有序数据传输
  • 重发丢失的数据包
  • 舍弃重复的数据包
  • 无差错的数据传输
  • 阻塞/流量控制

udp通信模型

udp通信模型中,在通信开始之前,不需要建立相关的链接,只需要发送数据即可,类似于生活中,"写信""

TCP通信模型

udp通信模型中,在通信开始之前,一定要先建立相关的链接,才能发送数据,类似于生活中,"打电话""

tcp客户端

tcp的客户端要比服务器端简单很多,如果说服务器端是需要自己买手机、查手机卡、设置铃声、等待别人打电话流程的话,那么客户端就只需要找一个电话亭,拿起电话拨打即可,流程要少很多

python创建tcp客户端的代码如下:

import socket


def main():
        # 1.创建套接字socket
        tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

        # 2.连接服务器
        dest_ip = input("请输入服务器ip:")
        dest_port = int(input("请输入服务器port:"))
        dest_addr = (dest_ip, dest_port)
        tcp_socket.connect(dest_addr)

        # 3. 接收/发送数据
        send_data = input("请输入要发送的数据:")
        tcp_socket.send(send_data.encode("utf-8"))    
    
        # 接收服务器发送的数据
        recv_data = tcp_socket.recv(1024)
        print(recv_data.decode("utf-8"))    

        # 4. 关闭套接字socket
        tcp_socket.close()

if __name__ == "__main__":

        main()

在ubuntu的终端上执行:

在网络调试助手中启动tcp服务器进行交互:

tcp服务器

在程序中,如果想要完成一个tcp服务器的功能,需要的流程如下:

  1. socket创建一个套接字
  2. bind绑定ip和port
  3. listen使套接字变为可以被动链接
  4. accept等待客户端的链接
  5. recv/send接收发送数据
import socket


def main():
        # 1.创建套接字
        tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
        # 2.绑定端口
        addr = ("", 8866)
        tcp_server_socket.bind(addr)

        # 3.监听链接
        tcp_server_socket.listen(128)

        # 4.接收别人的连接
        # client_socket用来为这个客户端服务
        client_socket, client_addr = tcp_server_socket.accept() 
    
        # 5.接收对方发送的数据
        recv_data = client_socket.recv(1024)    
        print("接收到的数据:%s" % recv_data.decode("utf-8"))
    
        # 6.给对方发送数据
        client_socket.send("hahaha".encode("utf-8"))    

        # 7.关闭套接字 
        client_socket.close()
        tcp_server_socket.close()


if __name__ == "__main__":
        main()

在ubuntu的终端上执行:

在网络调试助手中启动tcp服务器进行交互:

tcp注意点

  1. tcp服务器一般情况下都需要绑定,否则客户端找不到这个服务器
  2. tcp客户端一般不绑定,因为是主动链接服务器,所以只要确定好服务器的ip、port等信息就好,本地客户端可以随机
  3. tcp服务器中通过listen可以将socket创建出来的主动套接字变为被动的,这是做tcp服务器时必须要做的
  4. 当客户端需要链接服务器时,就需要使用connect进行链接,udp是不需要链接的而是直接发送,但是tcp必须先链接,只有链接成功才能通信
  5. 当一个tcp客户端连接服务器时,服务器端会有1个新的套接字,这个套接字用来标记这个客户端,单独为这个客户端服务
  6. listen后的套接字是被动套接字,用来接收新的客户端的链接请求的,而accept返回的新套接字是标记这个新客户端的
  7. 关闭listen后的套接字意味着被动套接字关闭了,会导致新的客户端不能够链接服务器,但是之前已经链接成功的客户端正常通信。
  8. 关闭accept返回的套接字意味着这个客户端已经服务完毕
  9. 当客户端的套接字调用close后,服务器端会recv解堵塞,并且返回的长度为0,因此服务器可以通过返回数据的长度来区别客户端是否已经下线
posted @ 2018-12-08 22:23 张风闲 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏