Python全栈（四）高级编程技巧之6.Socket编程-TCP客户端和服务端

移动开发 2020-02-05 11:00:53 阅读次数: 0

文章目录

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：
UDP通信
TCP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
客户端配置
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
结果1
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
结果 2
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
结果3

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
服务器端配置
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
结果4
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
结果5

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
结果6
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
结果7
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
结果8
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：
结果9-1
显示生成新文件的动态过程：
结果9-2
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。

cupyter
发布了70 篇原创文章 · 获赞 312 · 访问量 8万+
私信 关注

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/CUFEECR/article/details/104156563
今日推荐
《美国对全球网络空间安全与发展的威胁和破坏》报告发布
火速冲上 GitHub 热榜 —— 开源编程语言、框架哪有这么可爱？
北京人形机器人创新中心发布全球首个纯电驱拟人奔跑的全尺寸人形机器人“天工”
LFOSSA 源来如此公开课 | 掌握云原生未来：CNCF 认证全面攻略与备考秘籍
国产云输入法——仅华为无云端数据上传安全问题
周排行
Python环境安装与基础语法（1）——计算机基础知识
IMU预积分
ADAS中的LDW、FCW、BSD、LCA、ACC、AEB、APA、DMS代表的含义
B站笔试两道题
skyeye arm 硬件虚拟机环境的搭建
Web前端静态页面示例
数组-合并排序数组 II-简单
springcloud之版本问题启动报错
面向对象-------------匿名对象(六)
输入URL到页面呈现中间发生了什么？
每日归档
更多
2024-04-30(1)
2024-04-29(40)
2024-04-28(0)
2024-04-27(56)
2024-04-26(39)
2024-04-25(22)
2024-04-24(36)
2024-04-23(26)
2024-04-22(39)
2024-04-21(0)

代码天地 © 2018 codetd.com

境外服务器   最新电视剧2022