怎么在python中實現(xiàn)tcp-創(chuàng)新互聯(lián)

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TCP簡介
TCP介紹

TCP協(xié)議，傳輸控制協(xié)議（英語：Transmission Control Protocol，縮寫為 TCP）是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議，由IETF的RFC 793定義。

TCP通信需要經(jīng)過創(chuàng)建連接、數(shù)據(jù)傳送、終止連接三個步驟。

TCP通信模型中，在通信開始之前，一定要先建立相關的鏈接，才能發(fā)送數(shù)據(jù)，類似于生活中，"打電話""

TCP特點

1. 面向連接

通信雙方必須先建立連接才能進行數(shù)據(jù)的傳輸，雙方都必須為該連接分配必要的系統(tǒng)內核資源，以管理連接的狀態(tài)和連接上的傳輸。

雙方間的數(shù)據(jù)傳輸都可以通過這一個連接進行。

完成數(shù)據(jù)交換后，雙方必須斷開此連接，以釋放系統(tǒng)資源。

這種連接是一對一的，因此TCP不適用于廣播的應用程序，基于廣播的應用程序請使用UDP協(xié)議。

2. 可靠傳輸

1）TCP采用發(fā)送應答機制

TCP發(fā)送的每個報文段都必須得到接收方的應答才認為這個TCP報文段傳輸成功

2）超時重傳

發(fā)送端發(fā)出一個報文段之后就啟動定時器，如果在定時時間內沒有收到應答就重新發(fā)送這個報文段。

TCP為了保證不發(fā)生丟包，就給每個包一個序號，同時序號也保證了傳送到接收端實體的包的按序接收。然后接收端實體對已成功收到的包發(fā)回一個相應的確認（ACK）；如果發(fā)送端實體在合理的往返時延（RTT）內未收到確認，那么對應的數(shù)據(jù)包就被假設為已丟失將會被進行重傳。

3）錯誤校驗

TCP用一個校驗和函數(shù)來檢驗數(shù)據(jù)是否有錯誤；在發(fā)送和接收時都要計算校驗和。

4) 流量控制和阻塞管理

流量控制用來避免主機發(fā)送得過快而使接收方來不及完全收下。

TCP與UDP的不同點

• 面向連接（確認有創(chuàng)建三方交握，連接已創(chuàng)建才作傳輸。）

• 有序數(shù)據(jù)傳輸

• 重發(fā)丟失的數(shù)據(jù)包

• 舍棄重復的數(shù)據(jù)包

• 無差錯的數(shù)據(jù)傳輸

• 阻塞/流量控制

udp通信模型

udp通信模型中，在通信開始之前，不需要建立相關的鏈接，只需要發(fā)送數(shù)據(jù)即可，類似于生活中，"寫信""

TCP通信模型

udp通信模型中，在通信開始之前，一定要先建立相關的鏈接，才能發(fā)送數(shù)據(jù)，類似于生活中，"打電話""

tcp客戶端

tcp的客戶端要比服務器端簡單很多，如果說服務器端是需要自己買手機、查手機卡、設置鈴聲、等待別人打電話流程的話，那么客戶端就只需要找一個電話亭，拿起電話撥打即可，流程要少很多

python創(chuàng)建tcp客戶端的代碼如下：

import socket


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

  # 2.連接服務器
  dest_ip = input("請輸入服務器ip：")
  dest_port = int(input("請輸入服務器port："))
  dest_addr = (dest_ip, dest_port)
  tcp_socket.connect(dest_addr)

  # 3. 接收/發(fā)送數(shù)據(jù)
  send_data = input("請輸入要發(fā)送的數(shù)據(jù)：")
  tcp_socket.send(send_data.encode("utf-8")) 
 
  # 接收服務器發(fā)送的數(shù)據(jù)
  recv_data = tcp_socket.recv(1024)
  print(recv_data.decode("utf-8")) 

  # 4. 關閉套接字socket
  tcp_socket.close()

if __name__ == "__main__":

  main()

在ubuntu的終端上執(zhí)行：

在網(wǎng)絡調試助手中啟動tcp服務器進行交互：

tcp服務器

在程序中，如果想要完成一個tcp服務器的功能，需要的流程如下：

• socket創(chuàng)建一個套接字

• bind綁定ip和port

• listen使套接字變?yōu)榭梢员粍渔溄?/p>

• accept等待客戶端的鏈接

• recv/send接收發(fā)送數(shù)據(jù)

import socket


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

  # 3.監(jiān)聽鏈接
  tcp_server_socket.listen(128)

  # 4.接收別人的連接
  # client_socket用來為這個客戶端服務
  client_socket, client_addr = tcp_server_socket.accept() 
 
  # 5.接收對方發(fā)送的數(shù)據(jù)
  recv_data = client_socket.recv(1024) 
  print("接收到的數(shù)據(jù)：%s" % recv_data.decode("utf-8"))
 
  # 6.給對方發(fā)送數(shù)據(jù)
  client_socket.send("hahaha".encode("utf-8")) 

  # 7.關閉套接字 
  client_socket.close()
  tcp_server_socket.close()


if __name__ == "__main__":
  main()

在ubuntu的終端上執(zhí)行：

在網(wǎng)絡調試助手中啟動tcp服務器進行交互：

tcp注意點

1. tcp服務器一般情況下都需要綁定，否則客戶端找不到這個服務器

2. tcp客戶端一般不綁定，因為是主動鏈接服務器，所以只要確定好服務器的ip、port等信息就好，本地客戶端可以隨機

3. tcp服務器中通過listen可以將socket創(chuàng)建出來的主動套接字變?yōu)楸粍拥模@是做tcp服務器時必須要做的

4. 當客戶端需要鏈接服務器時，就需要使用connect進行鏈接，udp是不需要鏈接的而是直接發(fā)送，但是tcp必須先鏈接，只有鏈接成功才能通信

5. 當一個tcp客戶端連接服務器時，服務器端會有1個新的套接字，這個套接字用來標記這個客戶端，單獨為這個客戶端服務

6. listen后的套接字是被動套接字，用來接收新的客戶端的鏈接請求的，而accept返回的新套接字是標記這個新客戶端的

7. 關閉listen后的套接字意味著被動套接字關閉了，會導致新的客戶端不能夠鏈接服務器，但是之前已經(jīng)鏈接成功的客戶端正常通信。

8. 關閉accept返回的套接字意味著這個客戶端已經(jīng)服務完畢

9. 當客戶端的套接字調用close后，服務器端會recv解堵塞，并且返回的長度為0，因此服務器可以通過返回數(shù)據(jù)的長度來區(qū)別客戶端是否已經(jīng)下線

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