TCP簡介

TCP介紹

TCP協(xié)議，傳輸控制協(xié)議（英語：Transmission Control Protocol，縮寫為 TCP）是一種面向連接的,、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議,，由IETF的RFC 793定義。

TCP通信需要經(jīng)過創(chuàng)建連接,、數(shù)據(jù)傳送,、終止連接三個步驟。

TCP通信模型中,，在通信開始之前,，一定要先建立相關的鏈接，才能發(fā)送數(shù)據(jù),，類似于生活中,，“打電話”"

TCP特點

1. 面向連接

通信雙方必須先建立連接才能進行數(shù)據(jù)的傳輸，雙方都必須為該連接分配必要的系統(tǒng)內(nèi)核資源,，以管理連接的狀態(tài)和連接上的傳輸,。

雙方間的數(shù)據(jù)傳輸都可以通過這一個連接進行,。

完成數(shù)據(jù)交換后，雙方必須斷開此連接,，以釋放系統(tǒng)資源。

這種連接是一對一的,，因此TCP不適用于廣播的應用程序,，基于廣播的應用程序請使用UDP協(xié)議。

2. 可靠傳輸

1）TCP采用發(fā)送應答機制

TCP發(fā)送的每個報文段都必須得到接收方的應答才認為這個TCP報文段傳輸成功

2）超時重傳

發(fā)送端發(fā)出一個報文段之后就啟動定時器,，如果在定時時間內(nèi)沒有收到應答就重新發(fā)送這個報文段,。

TCP為了保證不發(fā)生丟包，就給每個包一個序號,，同時序號也保證了傳送到接收端實體的包的按序接收,。然后接收端實體對已成功收到的包發(fā)回一個相應的確認（ACK）；如果發(fā)送端實體在合理的往返時延（RTT）內(nèi)未收到確認,，那么對應的數(shù)據(jù)包就被假設為已丟失將會被進行重傳,。

3）錯誤校驗

TCP用一個校驗和函數(shù)來檢驗數(shù)據(jù)是否有錯誤；在發(fā)送和接收時都要計算校驗和,。

4) 流量控制和阻塞管理

流量控制用來避免主機發(fā)送得過快而使接收方來不及完全收下,。

TCP與UDP的不同點

tcp通信模型

udp通信模型中，在通信開始之前,，不需要建立相關的鏈接,，只需要發(fā)送數(shù)據(jù)即可，類似于生活中,，“寫信"”
tcp通信模型中,，在通信開始之前，一定要先建立相關的鏈接，才能發(fā)送數(shù)據(jù),，類似于生活中,，“打電話”"

TCP網(wǎng)絡程序

tcp客戶端和服務端

所謂的服務器端：就是提供服務的一方，而客戶端,，就是需要被服務的一方

tcp客戶端構(gòu)建流程

tcp的客戶端要比服務器端簡單很多,，如果說服務器端是需要自己買手機、查手機卡,、設置鈴聲,、等待別人打電話流程的話，那么客戶端就只需要找一個電話亭,，拿起電話撥打即可，流程要少很多

客戶端一般不綁定端口

from socket import *

# 創(chuàng)建socket
tcp_client_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

# 目的信息
server_ip = input("請輸入服務器ip:")
server_port = int(input("請輸入服務器port:"))

# 鏈接服務器
tcp_client_socket.connect((server_ip, server_port))

# 提示用戶輸入數(shù)據(jù)
send_data = input("請輸入要發(fā)送的數(shù)據(jù)：")

tcp_client_socket.send(send_data.encode("gbk"))

# 接收對方發(fā)送過來的數(shù)據(jù),，最大接收1024個字節(jié)
recvData = tcp_client_socket.recv(1024)
print('接收到的數(shù)據(jù)為:', recvData.decode('gbk'))

# 關閉套接字
tcp_client_socket.close()

請輸入服務器ip:10.10.0.47
請輸入服務器port:8080
請輸入要發(fā)送的數(shù)據(jù)：你好啊
接收到的數(shù)據(jù)為: 我很好,，你呢

網(wǎng)絡調(diào)試助手：https://www.cr173.com/soft/746079.html

TCP服務器

tcp服務器的構(gòu)建流程

如果想要完成一個tcp服務器的功能（聯(lián)通買座機接聽電話為例子），需要的流程如下：

1. socket創(chuàng)建一個監(jiān)聽套接字 （聯(lián)通買座機）

2. bind綁定ip和port （插電話卡）

3. listen使套接字變?yōu)榭梢员粍渔溄?（接電話服務要開通）套接字默認是連接別人,，需要化主動為被動

4. accept等待客戶端的鏈接 （等待別人給你打電話）
   返回新的通信套接字,，和地址 （主機把這個連接轉(zhuǎn)移給一個客服，然后給出來電顯示）

5. recv/send接收發(fā)送數(shù)據(jù) （接通電話,，進行交流）

from socket import *

# 創(chuàng)建socket
tcp_server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

# 本地信息
address = ('', 7788)

# 綁定
tcp_server_socket.bind(address)

# 使用socket創(chuàng)建的套接字默認的屬性是主動的,，使用listen將其變?yōu)楸粍拥模@樣就可以接收別人的鏈接了
listen里的數(shù)字表征同一時刻能連接客戶端的程度.
tcp_server_socket.listen(128)

# 如果有新的客戶端來鏈接服務器,，那么就產(chǎn)生一個新的套接字專門為這個客戶端服務
# client_socket用來為這個客戶端服務
# tcp_server_socket就可以省下來專門等待其他新客戶端的鏈接
# clientAddr 是元組（ip,，端口）
client_socket, clientAddr = tcp_server_socket.accept()

# 接收對方發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，和udp不同返回的只有數(shù)據(jù)
recv_data = client_socket.recv(1024)  # 接收1024個字節(jié)
print('接收到的數(shù)據(jù)為:', recv_data.decode('gbk'))

# 發(fā)送一些數(shù)據(jù)到客戶端
client_socket.send("thank you !".encode('gbk')) #

# 關閉為這個客戶端服務的套接字,，只要關閉了,，就意味著為不能再為這個客戶端服務了，如果還需要服務,，只能再次重新連接
client_socket.close()

tcp注意點

• tcp服務器一般情況下都需要綁定,，否則客戶端找不到這個服務器

• tcp客戶端一般不綁定，因為是主動鏈接服務器,，所以只要確定好服務器的ip,、port等信息就好，本地客戶端可以隨機

• tcp服務器中通過listen可以將socket創(chuàng)建出來的主動套接字變?yōu)楸粍拥?，這是做tcp服務器時必須要做的

• 當客戶端需要鏈接服務器時,，就需要使用connect進行鏈接，udp是不需要鏈接的而是直接發(fā)送,，但是tcp必須先鏈接,，只有鏈接成功才能通信

• 當一個tcp客戶端連接服務器時，服務器端會有1個新的套接字，這個套接字用來標記這個客戶端,，單獨為這個客戶端服務

• listen后的套接字是被動套接字,，用來接收新的客戶端的鏈接請求的，而accept返回的新套接字是標記這個新客戶端的

• 關閉listen后的套接字意味著被動套接字關閉了,，會導致新的客戶端不能夠鏈接服務器,，但是之前已經(jīng)鏈接成功的客戶端正常通信,因為accept返回了新的套接字。

• 關閉accept返回的套接字意味著這個客戶端已經(jīng)服務完畢

• 當客戶端的套接字調(diào)用close后,，服務器端會recv解堵塞,，并且返回的長度為0，就是recv()返回為空, sendto不能發(fā)送空消息,因此服務器可以通過返回數(shù)據(jù)的長度來區(qū)別客戶端是否已經(jīng)下線

文件下載器

服務器

from socket import *
import sys


def get_file_content(file_name):
    """獲取文件的內(nèi)容"""
    try:
        with open(file_name, "rb") as f:
            content = f.read()
        return content
    except:
        print("沒有下載的文件:%s" % file_name)


def main():

    if len(sys.argv) != 2:
        print("請按照如下方式運行：python3 xxx.py 7890")
        return
    else:
        # 運行方式為python3 xxx.py 7890
        port = int(sys.argv[1])


    # 創(chuàng)建socket
    tcp_server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
    # 本地信息
    address = ('', port)
    # 綁定本地信息
    tcp_server_socket.bind(address)
    # 將主動套接字變?yōu)楸粍犹捉幼?    tcp_server_socket.listen(128)

    while True:
        # 等待客戶端的鏈接,，即為這個客戶端發(fā)送文件
        client_socket, clientAddr = tcp_server_socket.accept()
        # 接收對方發(fā)送過來的數(shù)據(jù)
        recv_data = client_socket.recv(1024)  # 接收1024個字節(jié)
        file_name = recv_data.decode("utf-8")
        print("對方請求下載的文件名為:%s" % file_name)
        file_content = get_file_content(file_name)
        # 發(fā)送文件的數(shù)據(jù)給客戶端
        # 因為獲取打開文件時是以rb方式打開,，所以file_content中的數(shù)據(jù)已經(jīng)是二進制的格式，因此不需要encode編碼
        if file_content:
            client_socket.send(file_content)
        # 關閉這個套接字
        client_socket.close()

    # 關閉監(jiān)聽套接字
    tcp_server_socket.close()


if __name__ == "__main__":
    main()

客戶端

from socket import *


def main():

    # 創(chuàng)建socket
    tcp_client_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

    # 目的信息
    server_ip = input("請輸入服務器ip:")
    server_port = int(input("請輸入服務器port:"))

    # 鏈接服務器
    tcp_client_socket.connect((server_ip, server_port))

    # 輸入需要下載的文件名
    file_name = input("請輸入要下載的文件名：")

    # 發(fā)送文件下載請求
    tcp_client_socket.send(file_name.encode("utf-8"))

    # 接收對方發(fā)送過來的數(shù)據(jù),，最大接收1024個字節(jié)（1K）
    recv_data = tcp_client_socket.recv(1024)
    # print('接收到的數(shù)據(jù)為:', recv_data.decode('utf-8'))
    # 如果接收到數(shù)據(jù)再創(chuàng)建文件,，否則不創(chuàng)建
    if recv_data:
        with open("[接收]"+file_name, "wb") as f:
            f.write(recv_data)

    # 關閉套接字
    tcp_client_socket.close()


if __name__ == "__main__":
    main()