Python socket之TCP通信及下载文件的实现

可羞

TCP简介


TCP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”

TCP特点

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。

1. 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。

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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收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检验数据是否有错误；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

	TCP	UDP
1	TCP的传输是可靠传输。	UDP的传输是不可靠传输。
2	TCP是基于连接的协议，在正式收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。	UDP是和TCP相对应的协议，它是面向非连接的协议，它不与对方建立连接，而是直接把数据包发送出去
3	TCP是一种可靠的通信服务，负载相对而言比较大，TCP采用套接字（socket）或者端口（port）来建立通信。	UDP是一种不可靠的网络服务，负载比较小。
4	TCP和UDP结构不同，TCP包括序号、确认信号、数据偏移、控制标志（通常说的URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN）、窗口、校验和、紧急指针、选项等信息。	UDP包含长度和校验和信息。
5	TCP提供超时重发，丢弃重复数据，检验数据，流量控制等功能，保证数据能从一端传到另一端。	UDP不提供可靠性，它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去，但是并不能保证它们能到达目的地。
6	TCP在发送数据包前在通信双方有一个三次握手机制，确保双方准备好，在传输数据包期间，TCP会根据链路中数据流量的大小来调节传送的速率，传输时如果发现有丢包，会有严格的重传机制，故而传输速度很慢。	UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接，且没有超时重发等机制，故而传输速度很快。
7	TCP支持全双工和并发的TCP连接，提供确认、重传与拥塞控制。	UDP适用于哪些系统对性能的要求高于数据完整性的要求，需要“简短快捷”的数据交换、需要多播和广播的应用环境。

tcp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”

tcp注意点

• 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
  
• 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
  
• 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
  
• 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
  
• 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
  
• 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
  
• 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,因为accept返回了新的套接字。
  
• 关闭accept返回的套接字意味着这个客户端已经服务完毕
  
• 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，就是recv()返回为空, sendto不能发送空消息,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
  

代码：

TCPServer:

1. import socket
   
2. 
   
3. tcp_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
   
4. tcp_server.bind(("0.0.0.0", 8080))
   
5. 
   
6. # 将套接字将默认的主动模式改成被动模式（监听模式）
   
7. tcp_server.listen(128)
   
8. 
   
9. ret = tcp_server.accept()
   
10. 
    
11. print(ret)
    
12. 
    
13. tcp_server.close()

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TCPClient:

1. import socket
   
2. 
   
3. tcp_client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
   
4. tcp_client.connect(("192.168.1.12", 8080))
   
5. tcp_client.send("hello,world!!!".encode("utf-8"))
   
6. 
   
7. tcp_client.close()

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运行结果：

TCP服务端与客户端消息通信：

代码：
TCPServer：

1. import socket
   
2. import threading
   
3. 
   
4. tcp_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
   
5. tcp_server.bind(("", 8080))
   
6. 
   
7. # 将套接字将默认的主动模式改成被动模式（监听模式）
   
8. tcp_server.listen(128)
   
9. 
   
10. client_socket, client_info = tcp_server.accept()
    
11. 
    
12. 
    
13. def deal_msg():
    
14.     while True:
    
15.         data = client_socket.recv(1024)
    
16.         print(data)
    
17.         # 当客户端关闭了连接，服务端的连接套接字也会继续执行接收函数，但返回的是空字符串，这时服务端的连接套接字就可以关闭了
    
18.         if data == "":
    
19.             break
    
20.     client_socket.close()
    
21. 
    
22. 
    
23. threading.Thread(target=deal_msg).start()
    
24. 
    
25. print(client_socket, client_info)
    
26. 
    
27. tcp_server.close()

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TCPClient：

1. import socket
   
2. import time
   
3. 
   
4. tcp_client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
   
5. tcp_client.connect(("192.168.1.12", 8080))
   
6. 
   
7. while True:
   
8.     time.sleep(2)
   
9.     tcp_client.send("hello,world!!!".encode("utf-8"))
   
10. 
    
11. # tcp_client.close()

复制代码

下载文件：

TCPDownloaderServer：

1. import socket
   
2. import threading
   
3. 
   
4. tcp_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
   
5. tcp_server.bind(("0.0.0.0", 8080))
   
6. tcp_server.listen(128)
   
7. 
   
8. tcp_client, clint_info = tcp_server.accept()
   
9. 
   
10. 
    
11. def send_file():
    
12.     with open("./test.txt", "rb") as fp:
    
13.         while True:
    
14.             byteData = fp.read(128)
    
15.             print(byteData)
    
16.             if byteData:
    
17.                 tcp_client.send(byteData)
    
18.             else:
    
19.                 break
    
20.         tcp_client.close()
    
21. 
    
22. 
    
23. threading.Thread(target=send_file).start()
    
24. 
    
25. tcp_server.close()

复制代码

TCPDownloaderClient：

1. import socket
   
2. 
   
3. tcp_client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
   
4. tcp_client.connect(("192.168.1.12", 8080))
   
5. 
   
6. with open("./test2.txt", "wb") as fp:
   
7.     while True:
   
8.         data = tcp_client.recv(1024)
   
9.         print(data)
   
10.         if data.decode("utf-8") == "":
    
11.             break
    
12.         fp.write(data)
    
13. 
    
14. tcp_client.close()

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来源:https://www.jb51.net/article/276289.htm
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