[python复习3]网络通信socket TCP协议

TCP介绍：

TCP协议：传输控制协议，是一种面向连接的、可靠、基于字节流的传输层的通信协议，有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，一定要先建立相关链接，才能发送数据，类似于生活中的“打电话”

特点：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须的系统内核资源，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，双方必须断开此链接，已释放资源

UDP和TCP区别：

1. udp不区分客户端服务器，tcp严格区分
2. udp不能确定数据是否到达接收方，
3. tcp会有一个超时重传，当给接受方发送消息消息，对方如果收到会给发送方回，表示以收到，发送方在一定的时间内，如果没有收到回复就会超时重传

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能认为这个TCP报文段传输成功

超时重传：

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

错误校验：

TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误：在发送和接受时都要计算校验和

浏览控制和阻塞管理：

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服务器：

import socket

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

    # 绑定端口bind
    tcp_socket.bind(("",8899))

    # 设置套接字默认主动为被动listen
    tcp_socket.listen(128)  # 表示同一时间可以有128个客户端链接

    while True:
        print("等待服务器链接.....")
        # 等待客户端链接accept()，然后返回一个元组，元组第一个值是一个新的套接字，第二个值是客户端的ip和端口
        new_socket,client_addr = tcp_socket.accept()
        print("%s服务器链成功" % str(client_addr))
        while True:
            # 接受消息
            recv_Data = new_socket.recv(1024)
            print("ip地址是%s的客户端，发来消息:%s" %(client_addr,recv_Data.decode('gbk')))

            # 如果recv解堵塞，那么有2中方式
            # 客户端发送过来数据
            # 客户端调用close导致
            # 所以这里我们判断客户端发过来的数据要是为空表示客户端调用close所以结束服务
            if  not recv_Data :
                break
            # 回复消息
            new_socket.send("你好我是你爸爸".encode("gbk"))
        print("结束服务")
        # 关闭套接字
        new_socket.close()
    tcp_socket.close()

if __name__ == "__main__":
    main()

           

tcp客户端：

import socket 
def main():
    # 创建套接字
    tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
    
    ip = input("请输入人ip地址：")
    port = int(input("请输入端口："))
    # 链接服务器
    tcp_socket.connect((ip,port))

    while True:
        # 发送消息
        send_Data = input("输入你需要发送的消息:")
        if send_Data == "exit":
            break
        tcp_socket.send(send_Data.encode("gbk"))

        # 接受消息
        recv_data = tcp_socket.recv(1024)
        print("接受服务器发来的消息:%s" % recv_data.decode('gbk'))
    
    # 关闭套接字
    tcp_socket.close()
    
if __name__ == "__main__":
    main()
	
           

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：

服务器一般适用于接受请求，给人回复，如果不绑定客户端连接不到

2.tcp客户端一般不绑定，因为是主动链接服务器，所以只需要确定服务器ip，port等信息就好了，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，这是左tcp服务器时必须需要做的

4.当客户端需要链接服务器是，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需要先，只有链接成功才可以通信

5.当一个tcp客户端连接服务器时，服务器端会有一个新的套接字，这个套接字用来标记这个客户端，单独为这个客户服务

6.listen后的套接字是被动套接字，用来接收新客户端链接请求的，而accept返回的新套接字是标记这个新客户端的

7.关闭listen后的套接字以为着被动套接字关闭了，会导致新的客户端不能链接服务器，但是之前已经链接成功的客户端正常通信

8.关闭accept返回的套接字以为这个客户端已经服务完毕

9.当客户端的套接字调用colse后，服务端会recv解堵塞，并且返回的长度为0，因此服务器可以通过返回的数据长度来区别服务器是否已经下线

小案例：

模拟文件下载：

客户端：

import socket

def main():
    # 创建套接字
    tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
    
    # 请输入下载服务器ip以及端口
    ip = input("请输入目标服务器IP地址：")
    port = int(input("请输入服务器端口："))

    # 链接服务器
    tcp_socket.connect((ip,port))

    # 输入文件名
    file_name = input('请输入需要下载的文件：')

    # 文件名发给服务器
    tcp_socket.send(file_name.encode('gbk'))

    # 接受服务器发来的消息
    recv_Data = tcp_socket.recv(1024)
    
    if recv_Data:
        # 保存文件
        with open('[新]'+file_name,'wb') as f:
            f.write(recv_Data)
        
    # 关闭他套接字
    tcp_socket.close()

if __name__ == "__main__":
    main()
           

服务端：

import socket

def send_file_clinet(new_socket,client_addr):
    # 接受客户端需要下载的文件名：
    recv_Data = new_socket.recv(1024)
    print("ip地址是%s的客户端，需要下载的文件:%s" %(client_addr,recv_Data.decode('gbk')))
    
    file_content = None
    # 打开这个文件，读取数据
    try:
        f = open(recv_Data,'rb')
        file_content = f.read()
        f.close()
    except Exception as ret:
        print("没有要下载的文件(%s)" % ret)

    if file_content:
        new_socket.send(file_content)

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

    # 绑定端口bind
    tcp_socket.bind(("",8890))

    # 设置套接字默认主动为被动listen
    tcp_socket.listen(128)  # 表示同一时间可以有128个客户端链接

    while True:
        print("等待服务器链接.....")
        # 等待客户端链接accept()，然后返回一个元组，元组第一个值是一个新的套接字，第二个值是客户端的ip和端口
        new_socket,client_addr = tcp_socket.accept()
        print("%s服务器链成功" % str(client_addr))

        send_file_clinet(new_socket,client_addr)

        print("结束服务")
        # 关闭套接字
        new_socket.close()
    tcp_socket.close()

if __name__ == "__main__":
    main()