网络编程之TCP编程

TCP编程

TCP：Transmission Control Protocal 传输控制协议，是一种面向连接的，可靠的、基于字节流的传输层通信协议，数据传输的可靠性的处理方式，经典的 TCP 模型中通过如下两种方式完成连接的可靠性：

三次握手建立连接

◼ A->B：发送一个寻址请求码 seq=100；B->A：返回一个应答 ack=101
◼ A->B：发送一个确认请求码 seq=101，确认连接；B->A：返回一个应答 ack=300
◼ A->B：发送一个连接请求码 ack=300；B->A：返回应答 ack=80
◼ A 和 B 之间开始进行数据交互

四次挥手断开连接

◼ A->B：发送一个数据验证请求码 seq=100，B->A：返回一个应答 ack=101
◼ A->B：发送一个传输结束标记：seq=101；B->A：返回一个应答 ack=200
◼ A->B：发送一个确认结束标记：seq=200；B->A：返回一个应答 ack=300
◼ A->B：发送连接断开标记：seq=300；B->A：返回断开连接应答 ack=400

正是有了三次握手和四次挥手对于连接可靠性的保障，才让 TCP 协议端对端的数据交互变得可行，但是同样由于该协议的过于可靠，被有心人利用经常实施 DDOS 拒绝服务攻击！

服务端开发

服务端，就是提供服务的一端，服务端的编程操作步骤如下：

定义需要监听的主机 IP 和端口号
绑定 IP 地址和端口号到套接字对象
开始监听
等待连接
连接成功-开始数据通信
断开连接

操作伪代码描述如下：

# 定义常量数据
HOST = ‘’
PORT=8888
ADDRESS=(HOST, PORT)

# 创建 TCP 服务对象
tcp_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCKET_STREAM)

# 绑定主机端口
tcp_server.bind(ADDRESS)

# 监听
tcp_server.listen()

# 等待连接
while True:
    sk = tcp_server.accept()
    
    # 收发消息
    while True:
        sk.send()/recv()
    
    # 关闭套接字，释放资源
    sk.close()

tcp_server.close()

实际项目代码开发：

# 引入需要的模块
import socket

# 创建连接信息
HOST = ""
PORT = 8888
ADDRESS = (HOST, PORT)

# 创建socket套接字
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 绑定端口
server_socket.bind(ADDRESS)

# 开始监听
server_socket.listen(128)

# 信息交互
while True:
    # 用户连接
    print("等待客户端连接......")
    client_socket, client_addr = server_socket.accept()
    print("客户端{}连接成功".format(client_addr))

    # 收发消息
    while True:
        msg = client_socket.recv(1024)
        print("client客户端：{}".format(msg.decode("gbk")))
        if msg == b"bye":
            print("客户端退出！")
            client_socket.close()
            break

# 关闭套接字【一般不关闭】
# server_socket.close()

客户端开发

满足 TCP 协议的客户端，主要操作方式是主动发起请求连接服务器，完成和服务器的连接之后，进行和服务器之间的通信。

开发操作步骤如下：

创建 TCP 连接套接字对象
向指定的 IP 和 PORT 发起请求，请求连接
连接成功，进行数据收发操作
关闭连接，释放资源

定义伪代码如下：

client = socket() # 创建 socket 对象
client.connect() # 主动向指定的 IP 和 PORT 发起连接请求
while True:
# 连接成功，进行消息的收发操作
client.send()/recv()
# 关闭连接，释放资源
client.close()

实际项目代码开发：

# 引入需要的模块
import socket

# 创建连接信息
HOST = "IP地址"
PORT = 8888
ADDRESS = (HOST, PORT)

# 创建socket套接字
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 连接目的主机
client_socket.connect(ADDRESS)

# 信息收发
while True:
    msg = input("请输入消息：")
    client_socket.send(msg.encode("utf-8"))

    if msg == "bye":
        print("客户端退出...")
        client_socket.close()
        break

项目：对讲机

服务端 server.py

import socket

# 创建服务端套接字对象
service = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 绑定主机和端口号
service.bind(("", 8888))

#  启动监听
service.listen(128)

#  接收客户端连接
print("服务端程序启动成功，等待客户端接入.....")
conn, addr = service.accept()
print("客户端已经接入，可以进行通信" + str(addr) + "；等待客户端发送消息...")

# 发送欢迎消息
conn.sendall("天王盖地虎，宝塔镇河妖".encode("utf-8"))

# 循环读取消息
while True:
    # 接收并打印客户端发送消息
    msg = conn.recv(1024)
    msg = msg.decode("utf-8")
    print("客户端：" + msg)

    # 如果客户端发送bye字符串，跳出循环
    if msg == b"bye":
        print("客户端退出！")
        conn.close()
        break

    # 向客户端发送消息
    info = input("请输入要发送给客户端的消息：")
    info = info.encode("utf-8")
    conn.sendall(info)

# 关闭该客户端的连接
conn.close()

客户端 client.py

import socket

# 创建客户端套接字对象
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 连接服务器
client.connect(("IP地址", 8888))

# 循环处理发送消息
while True:
    # 接收服务器的消息
    msg = client.recv(1024)
    msg = msg.decode("utf-8")
    print("服务器：" + msg)

    # 如果一旦接收到over!字符串，跳出循环
    if msg == "bye":
        print("程序退出...")
        client.close()
        break

    # 给服务器发送消息
    info = input("请输入要发送的消息：")
    info = info.encode("utf-8")
    client.sendall(info)

# 关闭客户端套接字对象
client.close()