1.TCP简介
1.1TCP介绍
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”"
1.2TCP特点
1.2.1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。
1.2.2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受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校验数据是否有错误;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
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”"
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”"
2.tcp网络程序-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。
示例代码:
from socket import *
#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()
运行流程:
<1>tcp客户端
请输入服务器ip:10.10.0.47
请输入服务器port:8080
请输入要发送的数据:你好啊
接收到的数据为: 我很好,你呢
<2>网络调试助手:
3.TCP服务器
生活中的电话机
如果想让别人能够打通咱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
2.插上手机卡
3.设计手机为正常接听状态
4.静静等这别人拨打
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:
一个简单的tcp服务器如下:
from socket import *
#创建socket
tcp_server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
#本地信息
address = (’’, 7788)
#绑定
tcp_server_socket.bind(address)
#使用socket创建的套接字默认的属性是主动的,使用listen将其变为被动的,这样就可以接收别人的链接了
tcp_server_socket.listen(128)
#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
#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
client_socket, clientAddr = tcp_server_socket.accept()
#接收对方发送过来的数据
recv_data = client_socket.recv(1024) # 接收1024个字节
print(‘接收到的数据为:’, recv_data.decode(‘gbk’))
#发送一些数据到客户端
client_socket.send(“thank you !”.encode(‘gbk’))
#关闭为这个客户端服务的套接字,只要关闭了,就意味着为不能再为这个客户端服务了,如果还需要服务,只能再次重新连接
client_socket.close()
运行流程:
<1>tcp服务器
接收到的数据为:你在么?
<2>网络调试助手:
4.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
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,对于同一个程序可以采用随机port打开多个窗口
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
(重要)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
5.案例:文件下载器
总结:流程图
udp:
socket
bind
sendto/recvfrom
close
tcp client:
socket
connect()
send/recv
close
tcp:
socket
bind()
listen
accept()
recv/send
close