TCP编程

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一只写程序的猿
0.1 2017.06.15 19:13* 字数 713

Socket是网络编程的一个抽象概念。通常我们用一个Socket表示“打开了一个网络链接”,而打开一个Socket需要知道目标计算机的IP地址和端口号,再指定协议类型即可。

TCP和UDP的区别:

  • (TCP)传输控制协议,是一种提供可靠数据传输的通用协议。
  • (UDP)用户数据报协议,是一个面向无连接的协议。采用该协议不需要两个应用程序先建立连接。UDP协议不提供差错恢复,不能提供数据重传,因此该协议传输数据安全性差。
    以上是书面内容

1、双方都是一种[网络传输协议]
2、TCP需要建立连接,而UDP不需要建立连接(无连接传输)  
3、是否建立真实连接的特性,造成了双方可靠性的差距。

  • TCP属于可靠的传输协议:因为传输前双方建立好了连接,相当于买卖双方建立好了交易合同,传输中一般不会出现意外,直到连接终止;
  • UDP属于不可靠的传输协议:UDP的所谓连接相当于一种映射,UDP单方面的认为目标地址(端口)是可用的,从而进行收发数据,而实际上目标地址(端口)未必可用,所以传输数据不可靠

4、由于TCP需要建立真实的连接,所以需要消耗服务器的负载要大于UDP

TCP通信模型

tcp服务器

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

客户端

大多数连接都是可靠的TCP连接。创建TCP连接时,主动发起连接的叫客户端,被动响应连接的叫服务器。

import socket
import time

# socket对象
clientSocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

print('1......')

'''
连接服务器,
    如果连接上,继续运行
    连接不上,报错
'''
clientSocket.connect(('192.168.11.74',8888))

print('2......')

#关闭
clientSocket.close()

服务端

import socket
import time

# 买个手机
serverSocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 插卡
serverSocket.bind(('', 8888))
# 由飞行模式到接听模式
serverSocket.listen(10)

print('1......')

'''
    clientAddr:连接的客户端的信息(ip,port)
'''
# 等待电话打入
newSocket, clientAddr = serverSocket.accept()
print('2......')
print(newSocket)
print(clientAddr)

# time.sleep(100)
# 关
newSocket.close()  # 关闭之后,客户端也会被关闭

serverSocket.close()  # 项目运行中服务器一直运行,不会关闭

tcp服务端发送和接收消息

import socket
import time

'''
serverSocket是用来接收新的客户端的
以后与这个连接的客户端的收发消息就不能用serverSocket了,
而是用返回来的新的newSocket
'''

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


serverSocket.bind(('', 8888))
serverSocket.listen(10)

newSocket, clientAddr = serverSocket.accept()


#发
sendData = input('>>')
newSocket.send(sendData.encode('gbk'))
#收
'''
    此时的recv会导致阻塞。
    一旦对应客户端断开了,不阻塞,并返回''的字符串
'''
recvData = newSocket.recv(1024)
print(recvData.decode('gbk'))




newSocket.close()
serverSocket.close()

客户端接受和发送消息

import socket
import time

clientSocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
clientSocket.connect(('192.168.11.66',8888))


#发
sendData = input('>>')
clientSocket.send(sendData.encode('gbk'))
#收
recvData = clientSocket.recv(1024)
print(recvData.decode('gbk'))

clientSocket.close()

tcp服务器使用多线程接受多个客户端

import socket
import time
import threading


def socketState(newSocket,clientAddr):

    while True:
        recvData = newSocket.recv(1024)
        recvData = recvData.decode('gbk')
        if recvData == '':
            print('客户端%s退出了...'%clientAddr[0])
            newSocket.close()
            break
        else:
            print('来自于%s:%s的消息(%s):%s'%(clientAddr[0],clientAddr[1],time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S'),recvData))
            sendData = 'echo:%s'%recvData
            newSocket.send(sendData.encode('gbk'))


def main():
    #创建服务端socket对象
    serverSocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    serverSocket.bind(('', 8888))
    serverSocket.listen(10)
    #循环,等待多个客户端连接
    while True:
        #等待客户端的连接,阻塞。连接后,继续运行
        newSocket, clientAddr = serverSocket.accept()


        #创建新的线程,执行与新客户端的交互
        serverThread = threading.Thread(target=socketState, args=(newSocket,clientAddr))
        serverThread.start()
        # 这里不能关闭,多线程共享数据
        #newSocket.close()


if __name__ == '__main__':
    main()

服务端使用多进程接收多个客户端

import socket
import time
import multiprocessing

def socketState(newSocket,clientAddr):

    while True:
        recvData = newSocket.recv(1024)
        recvData = recvData.decode('gbk')
        if recvData == '':
            print('客户端%s退出了...'%clientAddr[0])
            newSocket.close()
            break
        else:
            print('来自于%s:%s的消息(%s):%s'%(clientAddr[0],clientAddr[1],time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S'),recvData))
            sendData = 'echo:%s'%recvData
            newSocket.send(sendData.encode('gbk'))

def main():
    #创建服务端socket对象
    serverSocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    serverSocket.bind(('', 8888))
    serverSocket.listen(10)
    #循环,等待多个客户端连接
    while True:
        #等待客户端的连接,阻塞。连接后,继续运行
        newSocket, clientAddr = serverSocket.accept()

        #创建新的进程,执行与新客户端的交互
        serverProcess = multiprocessing.Process(target=socketState, args=(newSocket,clientAddr))
        serverProcess.start()
        '''
            这里要关闭。
            子进程会单独分配与父进程相同的内容,地址不同(深拷贝)
       '''
        newSocket.close()


if __name__ == '__main__':
    main()

总结:

  • 用TCP协议进行Socket编程在Python中十分简单,对于客户端,要主动连接服务器的IP和指定端口,对于服务器,要首先监听指定端口,然后,对每一个新的连接,创建一个线程或进程来处理。通常,服务器程序会无限运行下去。

  • 同一个端口,被一个Socket绑定了以后,就不能被别的Socket绑定了。

日记本