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Python?socket之TCP通信及下載文件的實現_python

作者：雙天至尊-王天龍 ? 更新時間： 2023-06-05 編程語言

TCP簡介

TCP介紹

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

TCP通信需要經過創建連接、數據傳送、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，才能發送數據，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據的傳輸，雙方都必須為該連接分配必要的系統內核資源，以管理連接的狀態和連接上的傳輸。

雙方間的數據傳輸都可以通過這一個連接進行。

完成數據交換后，雙方必須斷開此連接，以釋放系統資源。

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協議。

2. 可靠傳輸

1）TCP采用發送應答機制

TCP發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

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

TCP為了保證不發生丟包，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回一個相應的確認（ACK）；如果發送端實體在合理的往返時延（RTT）內未收到確認，那么對應的數據包就被假設為已丟失將會被進行重傳。

3）錯誤校驗

TCP用一個校驗和函數來檢驗數據是否有錯誤；在發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送得過快而使接收方來不及完全收下。

TCP與UDP的不同點

	TCP	UDP
1	TCP的傳輸是可靠傳輸。	UDP的傳輸是不可靠傳輸。
2	TCP是基于連接的協議，在正式收發數據前，必須和對方建立可靠的連接。	UDP是和TCP相對應的協議，它是面向非連接的協議，它不與對方建立連接，而是直接把數據包發送出去
3	TCP是一種可靠的通信服務，負載相對而言比較大，TCP采用套接字（socket）或者端口（port）來建立通信。	UDP是一種不可靠的網絡服務，負載比較小。
4	TCP和UDP結構不同，TCP包括序號、確認信號、數據偏移、控制標志（通常說的URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN）、窗口、校驗和、緊急指針、選項等信息。	UDP包含長度和校驗和信息。
5	TCP提供超時重發，丟棄重復數據，檢驗數據，流量控制等功能，保證數據能從一端傳到另一端。	UDP不提供可靠性，它只是把應用程序傳給IP層的數據報發送出去，但是并不能保證它們能到達目的地。
6	TCP在發送數據包前在通信雙方有一個三次握手機制，確保雙方準備好，在傳輸數據包期間，TCP會根據鏈路中數據流量的大小來調節傳送的速率，傳輸時如果發現有丟包，會有嚴格的重傳機制，故而傳輸速度很慢。	UDP在傳輸數據報前不用在客戶和服務器之間建立一個連接，且沒有超時重發等機制，故而傳輸速度很快。
7	TCP支持全雙工和并發的TCP連接，提供確認、重傳與擁塞控制。	UDP適用于哪些系統對性能的要求高于數據完整性的要求，需要“簡短快捷”的數據交換、需要多播和廣播的應用環境。

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，只需要發送數據即可，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，才能發送數據，類似于生活中，“打電話”

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創建出來的主動套接字變為被動的，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服務完畢
當客戶端的套接字調用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不能發送空消息,因此服務器可以通過返回數據的長度來區別客戶端是否已經下線

代碼：

TCPServer:

import socket
 
tcp_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcp_server.bind(("0.0.0.0", 8080))
 
# 將套接字將默認的主動模式改成被動模式（監聽模式）
tcp_server.listen(128)
 
ret = tcp_server.accept()
 
print(ret)
 
tcp_server.close()

TCPClient:

import socket
 
tcp_client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcp_client.connect(("192.168.1.12", 8080))
tcp_client.send("hello,world!!!".encode("utf-8"))
 
tcp_client.close()

運行結果：

TCP服務端與客戶端消息通信：

代碼：

TCPServer：

import socket
import threading
 
tcp_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcp_server.bind(("", 8080))
 
# 將套接字將默認的主動模式改成被動模式（監聽模式）
tcp_server.listen(128)
 
client_socket, client_info = tcp_server.accept()
 
 
def deal_msg():
    while True:
        data = client_socket.recv(1024)
        print(data)
        # 當客戶端關閉了連接，服務端的連接套接字也會繼續執行接收函數，但返回的是空字符串，這時服務端的連接套接字就可以關閉了
        if data == "":
            break
    client_socket.close()
 
 
threading.Thread(target=deal_msg).start()
 
print(client_socket, client_info)
 
tcp_server.close()

TCPClient：

import socket
import time
 
tcp_client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcp_client.connect(("192.168.1.12", 8080))
 
while True:
    time.sleep(2)
    tcp_client.send("hello,world!!!".encode("utf-8"))
 
# tcp_client.close()

下載文件：

TCPDownloaderServer：

import socket
import threading
 
tcp_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcp_server.bind(("0.0.0.0", 8080))
tcp_server.listen(128)
 
tcp_client, clint_info = tcp_server.accept()
 
 
def send_file():
    with open("./test.txt", "rb") as fp:
        while True:
            byteData = fp.read(128)
            print(byteData)
            if byteData:
                tcp_client.send(byteData)
            else:
                break
        tcp_client.close()
 
 
threading.Thread(target=send_file).start()
 
tcp_server.close()

TCPDownloaderClient：

import socket
 
tcp_client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcp_client.connect(("192.168.1.12", 8080))
 
with open("./test2.txt", "wb") as fp:
    while True:
        data = tcp_client.recv(1024)
        print(data)
        if data.decode("utf-8") == "":
            break
        fp.write(data)
 
tcp_client.close()

原文鏈接：https://blog.csdn.net/wtl1992/article/details/129154090

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TCP介紹

TCP特點

tcp通信模型

tcp注意點

代碼：

TCP服務端與客戶端消息通信：

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