一、TCP介绍
- 1.1、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。 - 1.2、TCP通信需要经过 创建连接、数据传送、终止连接 三个步骤。
- 1.3、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"，而DCP犹如生活中的 "写信"。
TCP
二、TCP特点
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2.1、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要的系统内核资源，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，双方必须断开此连接，以释放系统资源。
- 这种连接是一对一的，因此TCP不适用于广播的应用程序，基于广播的应用程序请使用UDP协议。
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2.2、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。
- (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。
- (1)、TCP采用发送应答机制
三、TCP与UDP的不同点
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3.1、有如下不同点
- 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
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3.2、udp通信模型
udp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""
udp通信模型
udp通信模型 -
3.3、TCP通信模型
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""
TCP通信模型
四、tcp客户端构建流程
4.1、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
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4.2、实例代码（四步）
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(1)、创建TCP套接字
tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) -
(2)、创建链接服务器,一个元组：服务器的IP与端口
server_ip = input("请输入要连接的服务器ip:") server_port = input("请输入要连接的服务器port:") server_addr = (server_ip,server_port) tcp_socket.connect(server_addr) -
(3)、发送内容或者接收内容
# 发送内容 send_data = input("亲输入要发送的内容：") tcp_socket.send(send_data.encode("utf-8")) # 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("utf-8")) -
(4)、关闭套接字
tcp_socket.close()
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4.3、完整的tcp客户端代码
import socket def run_client(): """tcp客户端代码""" # 1、创建TCP套接字 tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # 2、创建链接服务器,一个元组：服务器的IP与端口 server_ip = input("请输入要连接的服务器ip:") server_port = int(input("请输入要连接的服务器port:")) server_addr = (server_ip,server_port) tcp_socket.connect(server_addr) # 3、发送内容或者接收内容 send_data = input("亲输入要发送的内容：") tcp_socket.send(send_data.encode("utf-8")) # 接收对方发送过来的数据，最大接收1024个字节 recvData = tcp_socket.recv(1024) print('接收到的数据为:', recvData.decode("utf-8")) # 4、关闭套接字 tcp_socket.close() if __name__ == '__main__': run_client()
五、tcp服务器端构建流程
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5.1、服务器端主要有以下6步（固定）
- (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
- (6)、关闭套接字
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5.2、socket创建一个tcp服务器套接字
tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) -
5.3、bind绑定ip和port
tcp_server_socket.bind(("服务器的ip",服务器的端口)) -
5.4、改变服务器套接字由默认的主动变被动 listen
tcp_server_socket.listen(128) -
5.5、等待别人发信息过来(等待客户端的链接 accept)
如果有新的客户端来链接服务器，那么就产生一个新的套接字专门为这个客户端服务# new_client_socket：用来为这个客户端服务 # tcp_server_socket：就可以省下来专门等待其他新客户端的链接 new_client_socket,client_addr = tcp_server_socket.accept() -
5.6、接收客户端发送过来的数据
receive_data = new_client_socket.recv(1024) print(receive_data.decode("utf-8")) -
5.7、回复一部分数据给客户端
new_client_socket.send("哈哈哈哈😆😆😆😆😆😆".encode("utf-8")) -
5.8、关闭套接字
new_client_socket.close() tcp_server_socket.close() -
5.9、完整的服务器端代码
import socket def run_server(): # 1、创建tcp服务器套接字 tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # 2、绑定服务器信息 tcp_server_socket.bind(("192.168.3.223",7890)) # 3、改变服务器套接字由默认的主动变被动 listen tcp_server_socket.listen(128) print('---1---') # 4、等待别人发信息过来(等待客户端的链接 accept) # 如果有新的客户端来链接服务器，那么就产生一个新的套接字专门为这个客户端服务 # new_client_socket：用来为这个客户端服务 # tcp_server_socket：就可以省下来专门等待其他新客户端的链接 new_client_socket,client_addr = tcp_server_socket.accept() print('---2---') # 5、接收客户端发送过来的数据 receive_data = new_client_socket.recv(1024) print(receive_data.decode("utf-8")) # 6、回复一部分数据给客户端 new_client_socket.send("哈哈哈哈😆😆😆😆😆😆".encode("utf-8")) # 7、关闭套接字 new_client_socket.close() tcp_server_socket.close() if __name__ == '__main__': run_server()
六、tcp服务器循环为多个客户端服务（对上面tcp服务器代码的改进）
6.1、分析：
在我们开启tcp服务器后，服务器的套接字进入等待客户端的状态，当客户端进行了连接服务器，服务器将为其服务，等待客户端的数据，接收到用户的数据后为其服务，服务完再等待客户端的新的指令，服务器接到客户端的数据后为其服务，再次等待客户端的数据，如果客户端关闭了自己的套接字，服务器端将收到一个空数据，这时服务器也将关闭为这个客户端服务的套接字，一个客户端与服务器的链接结束-
6.2、完善后的代码
import socket def run_server(): # 1、创建tcp服务器套接字 tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # 2、绑定服务器信息 tcp_server_socket.bind(("192.168.3.6",7890)) # 3、改变服务器套接字由默认的主动变被动 listen tcp_server_socket.listen(128) # 4、等待别人发信息过来(等待客户端的链接 accept) # new_client_socket：用来为这个客户端服务 # tcp_server_socket：就可以省下来专门等待其他新客户端的链接 # 为多个客户端服务 while True: print("等待一个新的客户端的到来") 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)) # 循环的目的：为同一个客户端 服务多次 while True: # 5、接收客户端发送过来的请求数据 receive_data = new_client_socket.recv(1024) print(receive_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 导致了 这里 recv 堵塞 if receive_data: # 6、回复一部分数据给客户端 new_client_socket.send("哈哈哈哈😆😆😆😆😆😆".encode("utf-8")) print("给客户端回复了：哈哈哈哈😆😆😆😆😆😆") else: print("客户端关闭了自己的套接字或则断开了链接") break # 7、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() # 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，也就是 套接字.accept()会失败 tcp_server_socket.close() if __name__ == '__main__': run_server()上面两个while的作用：
- 第1个: 为多个客户端服务
- 第2个: 为同一个客户端 服务多次
七、TCP下载器：客户端 与 服务器端（注释都在代码里面）
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7.1、客户端
import socket def main(): # 1、创建tcp套接字 tcp_client_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # 2.创建与服务器的链接 server_ip = input("请输入连接服务器的ip：") server_port = int(input("请输入服务器对应的端口：")) tcp_client_socket.connect((server_ip,server_port)) # 3、发送下载的文件名字给服务器 file_name = input("请输入要下载的文件名字：") tcp_client_socket.send(file_name.encode("utf-8")) # 4、接收服务器返回的文件的数据 ,接收一个小的试试 receive_data = tcp_client_socket.recv(1024) # 5、判断数据是否有(保存接收到的数据到一个文件夹中) if receive_data: with open("[new]"+file_name,'wb') as file: file.write(receive_data) # 6、关闭tcp套接字 tcp_client_socket.close() if __name__ == '__main__': main() -
7.2、服务器
import socket def exec_file(new_tcp_socket,client_addr): print("等待客户端的指令") # 1、接收客户端要下载的文件名 file_name = new_tcp_socket.recv(1024).decode("utf-8") print("客户端：%s 要下载的文件名是：%s"%(str(client_addr),file_name)) # 2、在服务器找到这个文件，打开读取，发送给客户端 file_data = None try: file = open(file_name,'rb') file_data = file.read() file.close() except: print("% 文件不存在" % file_name) # 3、发送文件内的数据给客户端 new_tcp_socket.send(file_data) def server_down(): # 1、创建服务器套接字 tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # 2、绑定本地的服务器与端口 tcp_server_socket.bind(("192.168.3.6",7893)) # 3、让tcp套接字由主动变被动 tcp_server_socket.listen(128) while True: print("等待客户端的连接") # 4、等待客户端的连接 new_tcp_socket,client_addr = tcp_server_socket.accept() # 5、处理客户端的内容 exec_file(new_tcp_socket,client_addr) # 6.关闭为这个客户端服务的套接字 new_tcp_socket.close() # 7.关闭监听服务器套接字 tcp_server_socket.close() if __name__ == '__main__': server_down() -
7.3、说一下 写与读文件的注意点，在往文件里面写内容的时候，文件可以不存在，可以自己根据文件名在当前目录下创建，然后如果是读取文件的内容的时候，文件是必须存在的才可以进行读取，否则会报错，还有一个注意点是：
with的使用，with可以保证文件打开后，一定会关闭，如上面客户端的代码with open("[new]"+file_name,'wb') as file: file.write(receive_data)
八、tcp注意点
- 8.1、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
- 8.2、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
- 8.3、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
- 8.4、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
- 8.5、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
- 8.6、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
- 8.7、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。
- 8.8、关闭accept返回的套接字意味着这个客户端已经服务完毕
- 8.9、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
