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Python TCP 学习笔记

2023-09-27 14:25:49 时间

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1简介TCP

2. 可靠传输

1)TCP采用发送应答机制

2)超时重传

3)错误校验

4) 流量控制和阻塞管理

TCP与UDP的不同点

udp通信模型

TCP通信模型

客户端和服务器

tcp客户端

tcp客户端构建流程

tcp服务器

生活中的电话机

tcp服务器

tcp注意点


1简介TCP

UDP是写信的模型,每一个数据都要写地址和端口。

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""

 

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。

TCP保证数据能过去。下载东西时有上传的速度,这就是应答。

 

 

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

tcp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""

飞秋是UDP,有可能发了对方收不到发消息。对方不知道你发了,所以你也不知道对方收到了吗

但发文件是TCP数据传输的可靠性。

UDP简单,创建发送。TCP稳定,复杂。

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""

客户端和服务器

 

tcp客户端

tcp客户端,并不是像之前一个段子:一个顾客去饭馆吃饭,这个顾客要点菜,就问服务员咱们饭店有客户端么,然后这个服务员非常客气的说道:先生 我们饭店不用客户端,我们直接送到您的餐桌上

如果,不学习网络的知识是不是 说不定也会发生那样的笑话 ,哈哈

所谓的服务器端:就是提供服务的一方,而客户端,就是需要被服务的一方

 

tcp客户端构建流程

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

from socket import *


def main():
    # 创建socket
    tcp_client_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

    # 目的信息
    server_ip = input("请输入服务器ip:")
    server_port = int(input("请输入服务器port:"))

    # 链接服务器
    tcp_client_socket.connect((server_ip, server_port))

    # 提示用户输入数据
    send_data = input("请输入要发送的数据:")

    tcp_client_socket.send(send_data.encode("gbk"))

    # 接收对方发送过来的数据,最大接收1024个字节
    recvData = tcp_client_socket.recv(1024)
    print('接收到的数据为:', recvData.decode('gbk'))

    # 关闭套接字
    tcp_client_socket.close()

if __name__ == "__main__":
    main()

 

tcp服务器

生活中的电话机

如果想让别人能更够打通咱们的电话获取相应服务的话,需要做以下几件事情:

  1. 买个手机   创建socket
  2. 插上手机卡   绑定
  3. 设计手机为正常接听状态(即能够响铃)listen
  4. 静静的等着别人拨打   recv

tcp服务器

如同上面的电话机过程一样,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

循环为多个客户端服务器

import socket


def main():
    # 1. 买个手机(创建套接字 socket)
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

    # 2. 插入手机卡(绑定本地信息 bind)
    tcp_server_socket.bind(("", 7890))

    # 3. 将手机设置为正常的 响铃模式(让默认的套接字由主动变为被动 listen)
    tcp_server_socket.listen(128)

    while True:
        print("等待一个新的客户端的到来...")
        # 4. 等待别人的电话到来(等待客户端的链接 accept)
        new_client_socket, client_addr = tcp_server_socket.accept()

        print("一个新的客户端已经到来%s" % str(client_addr))

        # 接收客户端发送过来的请求
        recv_data = new_client_socket.recv(1024)
        print("客户端福送过来的请求是:%s" % recv_data.decode("utf-8"))

        # 回送一部分数据给客户端
        new_client_socket.send("hahahghai-----ok-----".encode("utf-8"))

        # 关闭套接字
        # 关闭accept返回的套接字 意味着 不会在为这个客户端服务
        new_client_socket.close()
        print("已经服务器完毕。。。。")

    # 如果将监听套接字 关闭了,那么会导致 不能再次等待新客户端的到来,即xxxx.accept就会失败
    tcp_server_socket.close()


if __name__ == "__main__":
    main()

拆包

 

网络助手当客户端  127.0.0.1表示自己

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(别人要能找到你,只能开一个程序,如果被端口占用就没法用了)
  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

主要流程

像打电话,收数据要绑定

tcp一般不绑定端口号,

 

循环为多个客户端服务并且多次服务一个客户端,服务完后关闭

import socket


def main():
    # 1. 买个手机(创建套接字 socket)
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

    # 2. 插入手机卡(绑定本地信息 bind)
    tcp_server_socket.bind(("", 7890))

    # 3. 将手机设置为正常的 响铃模式(让默认的套接字由主动变为被动 listen)
    tcp_server_socket.listen(128)

    # 循环目的:调用多次accept,从而为多个客户端服务
    while True:
        print("等待一个新的客户端的到来...")
        # 4. 等待别人的电话到来(等待客户端的链接 accept)
        new_client_socket, client_addr = tcp_server_socket.accept()

        print("一个新的客户端已经到来%s" % str(client_addr))
        
        # 循环目的: 为同一个客户端 服务多次
        while True:
            # 接收客户端发送过来的请求
            recv_data = new_client_socket.recv(1024)
            print("客户端福送过来的请求是:%s" % recv_data.decode("utf-8"))

            # 如果recv解堵塞,那么有2种方式:
            # 1. 客户端发送过来数据
            # 2. 客户端调用close导致而了 这里 recv解堵塞
            if recv_data:
                # 回送一部分数据给客户端
                new_client_socket.send("hahahghai-----ok-----".encode("utf-8"))
            else:
                break

        # 关闭套接字
        # 关闭accept返回的套接字 意味着 不会在为这个客户端服务
        new_client_socket.close()
        print("已经为这个客户端服务完毕。。。。")

    # 如果将监听套接字 关闭了,那么会导致 不能再次等待新客户端的到来,即xxxx.accept就会失败
    tcp_server_socket.close()


if __name__ == "__main__":
    main()