文章目录

• 一、TCP介绍
• 1.概念
• 2.TCP特点：
• 3.TCP和UDP的比较

二、TCP客户端构建

三、TCP服务端构建流程

四、TCP服务端为多个客户端服务

• 1.代码分析
• 2.多客户端实现

五、应用--文件下载器

一、TCP介绍

1.概念

TCP协议，即传输控制协议，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
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，一定要先建立相关连接，才能发送数据。

2.TCP特点：

• 面向连接：
  通信双方必须先建立连接才能进行数据的传输。
• 可靠传输： TCP采用发送应答机制
• 超时重传：
  启动定时器，在规定时间内未收到，则重新发送，直到收到。
• 错误校验
• 流量控制和阻塞管理

3.TCP和UDP的比较

• TCP面向连接;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接.
• TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付.
• UDP具有较好的实时性，工作效率比TCP高，适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。
• 每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信。
• TCP对系统资源要求较多，UDP对系统资源要求较少。
• TCP严格区分客户端和服务端，UDP不一定区分。

UDP通信和TCP通信的过程如下：
UDP通信：

TCP通信：

形象地说：
UCP类比于写信，别人不一定能收到；
TCP类比于打电话，可以获知对方是否收到。

二、TCP客户端构建

客户端：是需要被服务的一方；
服务器端：就是提供服务的一方。
TCP客户端构建流程

• 创建socket
• 连接服务器
• 收发数据(最大接收2014个字节)
• 关闭套接字

NetAssist进行配置如下

此时，NetAssist作为服务端，Python运行作为客户端。

import socket

def main():
#创建TCP套接字
tcp_client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
#连接服务器
server_ip = input('Server IP:')
server_port = int(input('Server Port:'))
tcp_client.connect((server_ip,server_port))
#接收数据
recv_data = tcp_client.recv(1024)
print(recv_data)
#关闭套接字
tcp_client.close()

if __name__ == '__main__':
main()

显示

数据进行解码：

import socket

def main():
#创建TCP套接字
tcp_client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
#连接服务器
server_ip = input('Server IP:')
server_port = int(input('Server Port:'))
tcp_client.connect((server_ip,server_port))
#接收数据
recv_data = tcp_client.recv(1024).decode('gbk')
print(recv_data)
#关闭套接字
tcp_client.close()

if __name__ == '__main__':
main()

显示

增加发送数据：

import socket

def main():
#创建TCP套接字
tcp_client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
#连接服务器
server_ip = input('Server IP:')
server_port = int(input('Server Port:'))
tcp_client.connect((server_ip,server_port))
#发送数据
send_data = input('Data to send:')
tcp_client.send(send_data.encode('gbk'))
#接收数据
recv_data = tcp_client.recv(1024).decode('gbk')
print(recv_data)
#关闭套接字
tcp_client.close()

if __name__ == '__main__':
main()

显示

三、TCP服务端构建流程

TCP服务端构建过程：

• socket创建套接字
• bind绑定IP和port
• listen使套接字变为可以被动连接
• accept等待客户端的连接
• recv/send接收发送数据
• 关闭套接字

NetAssist进行配置如下

此时，NetAssist作为客户端，Python运行作为服务器端；
在代码未运行时，NetAssist点击连接按钮连接不了，因为此时服务器端还未开启，应该先运行服务器端、再连接。

import socket

def main():
#创建TCP监听套接字
tcp_server = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
#绑定信息
tcp_server.bind(('',7890))
#默认套接字主动变被动
tcp_server.listen(128)
#等待，创建服务套接字
new_client_socket,client_addr = tcp_server.accept()
print(client_addr)

if __name__ == '__main__':
main()

显示

TCP监听套接字负责等待新的客户端连接；
产生的服务套接字负责收发数据。
进一步完善代码：

import socket

def main():
#创建TCP监听套接字
tcp_server = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
#绑定信息
tcp_server.bind(('',7890))
#默认套接字主动变被动
tcp_server.listen(128)
#等待，创建服务套接字
new_client_socket,client_addr = tcp_server.accept()
print(client_addr)
#接收数据
recv_data = new_client_socket.recv(1024)
print(recv_data.decode('gbk'))
#发送数据
send_data = input('Data to send:').encode('gbk')
new_client_socket.send(send_data)
new_client_socket.close()
tcp_server.close()

if __name__ == '__main__':
main()

显示

四、TCP服务端为多个客户端服务

1.代码分析

服务器端代码

tcp_server.accept()

部分会阻塞，阻塞直到有客户端连接；

new_client_socket.recv()

部分会阻塞，直到客户端有数据发送或者客户端断开连接解堵塞。

2.多客户端实现

import socket

def main():
# 创建TCP监听套接字
tcp_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 绑定信息
tcp_server.bind(('', 7890))
#为多个客户端服务
while True:
# 默认套接字主动变被动
tcp_server.listen(128)
# 等待，创建服务套接字
new_client_socket, client_addr = tcp_server.accept()
print(client_addr)
# 接收数据
recv_data = new_client_socket.recv(1024)
print(recv_data.decode('gbk'))
# 发送数据
send_str = 'Hello, ' +client_addr[0]
send_data = send_str.encode('gbk')
new_client_socket.send(send_data)
new_client_socket.close()
tcp_server.close()

if __name__ == '__main__':
main()

显示

显然，此时可以连接多个客户端，但是每个客户端只能发送一次数据，再发送会产生异常，自动断开连接，要想多次服务，还需要进一步改进：

import socket

def main():
# 创建TCP监听套接字
tcp_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 绑定信息
tcp_server.bind(('', 7890))
#为多个客户端服务
while True:
# 默认套接字主动变被动
tcp_server.listen(128)
# 等待，创建服务套接字
new_client_socket, client_addr = tcp_server.accept()
print(client_addr)
#为客户端提供多次服务
while True:
# 接收数据
recv_data = new_client_socket.recv(1024)
# 发送数据
if recv_data.decode('gbk'):
print(recv_data.decode('gbk'))
send_str = 'Hello, ' +client_addr[0]
send_data = send_str.encode('gbk')
new_client_socket.send(send_data)
#无数据，退出循环，关闭连接
else:
break
new_client_socket.close()
tcp_server.close()

if __name__ == '__main__':
main()

显示

易知，可以实现为多个客户端提供服务，但是一次只能为一个客户端提供服务，不能同时为多个客户端服务。

五、应用–文件下载器

TCP客户端实现思路：

• 创建套接字
• 连接服务器
• 获取下载文件名称
• 发送下载文件下载请求
• 接收服务端发送过来的数据
• 保存文件
• 关闭套接字

tcp_client.py：

import socket

def main():
#创建套接字
tcp_client_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
# 连接服务器
server_ip = input('Server IP:')
server_port = int(input('Server Port:'))
tcp_client_socket.connect((server_ip,server_port))
#获取下载文件名称
file_name = input('Input File Name:')
#发送文件下载请求
tcp_client_socket.send(file_name.encode('gbk'))
#接收文件
recv_data = tcp_client_socket.recv(1024*1024)
#保存文件
with open('Received ' + file_name,'wb') as f:
f.write(recv_data)
#关闭套接字
tcp_client_socket.close()

if __name__ == '__main__':
main()

用NetAssist作服务器端，进行测试，结果

TCP服务器端实现思路：

• 创建套接字
• 绑定信息
• 主动变被动
• 等待客户端连接
• 收发数据
• 关闭套接字

tcp_server.py：

import socket

def send_file_to_client(new_client_socket):
file_name = new_client_socket.recv(1024).decode('gbk')
try:
with open(file_name,'rb') as f:
content = f.read()
new_client_socket.send(content)
except:
print('No such File:%s' % file_name)
return

def main():
# 创建TCP监听套接字
tcp_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 绑定信息
tcp_server.bind(('', 7890))
# 默认套接字主动变被动
tcp_server.listen(128)
# 等待，创建服务套接字
new_client_socket, client_addr = tcp_server.accept()
print(client_addr)
# 给客户端返回文件内容
send_file_to_client(new_client_socket)
#关闭客户端
new_client_socket.close()
tcp_server.close()

if __name__ == '__main__':
main()

服务器端和客户端运行起来，可得结果：

显示生成新文件的动态过程：

易知，运行并连接后，在客户端输入文件名，服务器端读写本地文件并发给客户端进行保存生成Received test.py文件。

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