Python日常笔记(22)- socket

TCP

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。

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。

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
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。
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。

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

客户端代码演示:

# 客户端代码,模拟文件下载
import socket

# 发送数据到服务器
def send_2_server(client_socket, file_name):
   client_socket.send(file_name.encode("utf-8"))


# 读取服务器数据写入文件
def rev_data(client_socket, file_name):
   # 获取下载数据
   msg = client_socket.recv(1024)
   # 如果有文件才写入
   if msg and msg != "error":
       # 将数据写入文件
       with open(file_name, "wb") as f:
           f.write(msg)
   else:
       print("没有该文件!!!")


def run():
   # 创建客户端套接字
   client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
   address = ("192.168.153.1", 8080)
   # 链接服务器
   client_socket.connect(address)
   # 发送下载文件名
   file_name = "1111.txt"
   # 发送数据
   send_2_server(client_socket, file_name)
   # 写入文件
   rev_data(client_socket, file_name)

   # 关闭服务
   client_socket.close()
if __name__ == "__main__":
   run()

服务端代码

# 服务端代码
import socket

# 获取客户端数据并且读取文件
def get_client_data(client_socket):
   file_name = client_socket.recv(1024).decode("utf-8")
   data = None
   try:
       f = open(file_name, "rb")
       data = f.read()
       f.close()
   except Exception as error:
       client_socket.send("error")
   return data

# 将数据发送到客户端
def send_2_data(data, client_socket):
   # 如果有数据将发送到客户端
   if data:
       client_socket.send(data)
       client_socket.close()

def run():
   # 创建服务器套接字
   server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
   # 绑定服务器本地ip和端口
   address = ("192.168.153.1", 8080)
   server.bind(address)
   server.listen(10)

   # 等待客户端链接
   client_socket, addr_socket = server.accept()
   print(addr_socket)
   # 读取文件信息
   data = get_client_data(client_socket)
   # 发送数据到客户端
   send_2_data(data, client_socket)
   # 关闭服务器
   server.close()
if __name__ == "__main__":
   run()

总结

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

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

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

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

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

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

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。

关闭accept返回的套接字意味着这个客户端已经服务完毕
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

作者:阿超
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