Python socket之TCP通信及下载文件的实现

目录

• TCP简介
• TCP介绍
• TCP特点
• tcp通信模型
• tcp注意点
• 代码：
• TCP服务端与客户端消息通信：
• 下载文件：

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。

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。

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:

import socket
 
tcp_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcp_server.bind(("0.0.0.0", 8080))
 
# 将套接字将默认的主动模式改成被动模式（监听模式）
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()

运行结果：

TCP服务端与客户端消息通信：

代码：

TCPServer：

import socket
import threading
 
tcp_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcp_server.bind(("", 8080))
 
# 将套接字将默认的主动模式改成被动模式（监听模式）
tcp_server.listen(128)
 
client_socket, client_info = tcp_server.accept()
 
 
def deal_msg():
    while True:
        data = client_socket.recv(1024)
        print(data)
        # 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
        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()

下载文件：

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()

到此这篇关于Python socket之TCP通信及下载文件的实现的文章就介绍到这了,更多相关Python TCP通信下载内容请搜索自由互联以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持自由互联！