TCP通信详解

ゝ一纸荒年。 2022-01-12 12:03 234阅读 0赞

一、TCP简介

1.TCP介绍

a>TCP协议：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、基于字节流的通信协议

1.面向连接：先连接，再通信，好比打电话模型

2.可靠的，相对于UDP，TCP传输更可靠，TCP通过一序列的机制（面向连接机制、发送应答机制）来保障传输的可靠性

3.基于字节流的，UDP创建UDP socket——DGRAM：基于数据报通信方式，每一次发送的数据都是一个独立的整体，包含目标主机的ip地址、端口号及发送数据的内容

b>TCP通信的三个步骤

基于面向连接的：1.与服务端建立连接

2.收发数据

3.关闭连接

2.TCP特点

a>面向连接

1.先建立连接，再进行通信

2.TCP连接是一对一的，而UDP可以一对一或一对多，UDP适合做广播程序

a>可靠传输：通过一序列机制来保障TCP传输数据比UDP更可靠

1.传送应答机制

2.超时重传机制

3.错误校验

4.流量控制/阻塞管理

3.TCP与UDP的不同点

1.面向连接

2.有序数据传输

3.重发丢失的数据包

4.丢弃重复的数据包

5.无差错的数据传输

6.阻塞/流量控制

4.TCP与UDP的应用场景

1.TCP的应用场景：适合通信质量要求较高的场景，http传输、文件传输、smtp等等，目前大部分的传输都是基于TCP协议传输

2.UDP的应用场景：相对于TCP传输，UDP传输速度更快，实时性更好，耗资源更少，但稳定性、可靠性比TCP差，适合对网络通讯质量要求不高，速度要求尽量快，更实时，比如QQ语音，QQ视频

5.UDP与TCP的通信模型

a>UDP通信模型

面向无连接，好比写信模型，没有严格的服务端与客户端之分

b>TCP通信模型

面向连接的，好比打电话模型，有严格的服务端与客户端之分

二、TCP网络程序-客户端（重点）

1、TCP客户端实现流程

1、创建一个TCP的socket对象

2、与TCP服务端建立连接

3、使用TCP socket 收发数据

4、关闭连接

参考代码如下：

![1496849-20190224141420769-467302725.png][]

![1496849-20190224141607426-1675813419.png][]

三、TCP网络程序-服务端（重点）

1.TCP服务端创建流程：

1、创建服务端的server\_socket，用于监听客户端的请求

2、绑定端口

3、server\_socket开启监听，有主动连接改变为被动连接模式

4、假如有客户端的请求，则立即接收，且创建一个与客户端对接的socket，与客户端进行通信

5、使用新创建的socket与客户端通信

6、关闭与客户端通信的socket，当该socket被关闭，则不再与当前客户端通信

7、关闭用于监听客户端发送请求的socket，当该socket关闭，则不再接收新的客户端请求

参考代码如下：

![1496849-20190224142646803-188751341.png][]

![1496849-20190224142729892-1156728842.png][]

2、同时为多个客户端提供服务：

参考代码如下：

![1496849-20190224143052449-2075932898.png][]

![1496849-20190224143206955-1792233755.png][]

4、为同一个客户端提供多次服务

参考代码如下：

![1496849-20190224143428323-973949650.png][]

![1496849-20190224143518510-760626569.png][]

![1496849-20190224143641606-2131184807.png][]

四、TCP注意点：

tcp服务端一般情况下都需要绑定，否则客户端找不到这个服务端  
tcp客户端一般不绑定，因为是主动连接服务端，所以只要确定好服务端的ip、port等信息就好，本地客户端可以随机  
tcp服务端中通过listen可以将socket创建出来的主动套接字变为被动的，这是做tcp服务端时必须要做的  
当客户端需要连接服务端时，就需要使用connect进行连接，udp是不需要连接的而是直接发送，但是tcp必须先连接，只有连接成功才能通信  
当一个tcp客户端连接服务端时，服务端会有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连接请求的，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连接服务端，但是之前已经连接成功的客户端正常通信。  
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，服务端会recv解堵塞，并且返回的长度为0，因此服务端可以通过返回数据的长度来区别客户端是否已经下线

五、三次握手、四次挥手(了解)

a> 三次握手  
第一次握手： 客户端A向服务端B发送连接请求(客户端-->服务端方向)  
第二次握手： 服务端B向客户端A发送确认连接，同时向客户端A发送连接请求(服务端-->客户端方向)  
第三次握手: 客户端A收到服务端的确认信息，正确无误后，再向客户端发送确认连接信息(客户端-->服务端方向)  
  
b> 四次挥手

六、 服务器如何复用同一个端口而不会提示端口被占用  
"""  
socket.setsockopt(level,option,value) :配置socket  
level：等级，对哪个等级操作(ip,tcp,udp,socket等级)  
option：设置哪个选项  
socket.SO\_REUSEADDR: 复用地址  
value： True：表示复用，False，表示不复用  
"""  
server\_socket.setsockopt(socket.SOL\_SOCKET, socket.SO\_REUSEADDR, True)  
\# 提示：socket.setsockopt()方法要在 socket.bind()之前设置

七、案列：文件下载器

a>客户端实现：

“”“文件下载器客户端实现流程

1、创建一个TCP socket

2、连接服务端

3、获取用户输入的文件名

4、把要下载的文件名发给服务端

5、等待接收服务端回传的文件内容

6、假如内容不为空，则写入到文件中

7、关闭TCP socket

”“”

参考代码如下：

![1496849-20190224144511749-1378612838.png][]

![1496849-20190224144550604-2058445157.png][]

b>服务端实现

""" 文件下载服务端实现流程  
1. 创建服务端的socket，用来做监听的  
2. 绑定端口  
3. 开启监听 listen  
4. 循环接收客户端的下载请求  
5. 获取客户端发送过来的要下载的文件名  
6. 通过函数取得要下载的文件的内容  
7. 把内容回传给客户端  
8. 关闭与客户端对接的socket  
9. 关闭服务端server\_socket,不再接收新的下载文件的请求  
"""

参考代码如下：

![1496849-20190224144806709-585758235.png][]

![1496849-20190224144915206-177464467.png][]

![1496849-20190224145005753-906308239.png][]

转载于:https://www.cnblogs.com/python58/p/10426188.html

[1496849-20190224141420769-467302725.png]: /images/20220109/598f83c3b7c24d8b8ae105cecf0fec99.png
[1496849-20190224141607426-1675813419.png]: /images/20220109/45e86124dc444083a844a19d4f246daa.png
[1496849-20190224142646803-188751341.png]: /images/20220109/f7e7b00b2d5e4e1c919a457546a91ef3.png
[1496849-20190224142729892-1156728842.png]: /images/20220109/1343e7e06de04429a2212813e0c14a1e.png
[1496849-20190224143052449-2075932898.png]: /images/20220109/bfe6a13825ca429ca0445925435e430c.png
[1496849-20190224143206955-1792233755.png]: /images/20220109/ccdf019f533f44be90260ab67985b55d.png
[1496849-20190224143428323-973949650.png]: /images/20220109/d522c7139c7e40e983c8cdb9239e7fc8.png
[1496849-20190224143518510-760626569.png]: /images/20220109/f3cbba3da423493d963bc8bcc64e0f53.png
[1496849-20190224143641606-2131184807.png]: /images/20220109/a84b34cedbb945a9a79e474edbd92dc3.png
[1496849-20190224144511749-1378612838.png]: /images/20220109/f117fc54b87d4cc0ae4469e78d94ddb0.png
[1496849-20190224144550604-2058445157.png]: /images/20220109/6b846f48570e460683bbcee70610395f.png
[1496849-20190224144806709-585758235.png]: /images/20220109/76b33a1520184ad18f7d1f213a4424f5.png
[1496849-20190224144915206-177464467.png]: /images/20220109/8459662f2db74249a40e1b542ee46a79.png
[1496849-20190224145005753-906308239.png]: /images/20220109/d25913df372a4e55b534b49803454484.png