回顧
在《Python進(jìn)階記錄之網(wǎng)絡(luò)編程（三）》中，我們介紹了如何利用UDP server和UDP client實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)聊天。今天我們講一下與UDP協(xié)議相對(duì)應(yīng)的另一種傳輸層協(xié)議——TCP協(xié)議。
TCP協(xié)議基本概念
TCP協(xié)議的全稱是傳輸控制協(xié)議，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。在簡(jiǎn)化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)OSI模型中，它完成第四層傳輸層所指定的功能，是同一層內(nèi)除UDP協(xié)議外另一個(gè)重要的傳輸協(xié)議。
我們已經(jīng)知道，UDP協(xié)議是一種無(wú)連接的協(xié)議，在通信開始之前，不需要建立相關(guān)的連接，只需要發(fā)送數(shù)據(jù)即可。但是TCP協(xié)議是面向連接的協(xié)議，在通信開始之前，一定要先建立相關(guān)的連接才能發(fā)送數(shù)據(jù)。這也是UDP協(xié)議和TCP協(xié)議的一個(gè)較大的區(qū)別。
與UDP協(xié)議類似，在Python中，我們?nèi)匀皇褂胹ocket模塊的socket( )方法創(chuàng)建基于TCP協(xié)議的Socket套接字。
創(chuàng)建基于TCP協(xié)議的套接字
TCP協(xié)議是基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議，因此Type參數(shù)需要設(shè)置成SOCK_STREAM。
創(chuàng)建TCP客戶端程序
創(chuàng)建TCP客戶端程序的步驟與創(chuàng)建UDP客戶端程序的步驟有點(diǎn)類似，不同的是，由于TCP協(xié)議是面向連接的，在創(chuàng)建TCP客戶端程序時(shí)需要在收發(fā)數(shù)據(jù)前首先做一個(gè)連接服務(wù)器的操作。創(chuàng)建TCP客戶端程序的步驟如下：1、創(chuàng)建TCP客戶端套接字。2、連接服務(wù)器。3、發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。4、關(guān)閉套接字。
創(chuàng)建TCP客戶端程序
Python中使用socket對(duì)象的connect( )方法幫助TCP客戶端連接指定服務(wù)器，該方法接收一個(gè)元組，內(nèi)容包括IP地址和端口號(hào)。這里使用的是我的本機(jī)IP和默認(rèn)端口號(hào)，可以根據(jù)需要自行修改。
像介紹UDP協(xié)議時(shí)一樣，我們?nèi)匀皇褂胹okit網(wǎng)絡(luò)通信調(diào)試助手來(lái)幫助我們進(jìn)行測(cè)試。啟動(dòng)sokit網(wǎng)絡(luò)通信調(diào)試助手，設(shè)置一個(gè)TCP server，在TCP Addr中填入IP地址，在Port中填入端口號(hào)，然后點(diǎn)擊TCP Listen啟動(dòng)TCP server。
TCP客戶端與服務(wù)端進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)
待TCP server啟動(dòng)后，我們運(yùn)行上述TCP客戶端程序，就可以順利進(jìn)行發(fā)送/接收數(shù)據(jù)了。我們可以對(duì)比之前的UDP客戶端程序代碼，創(chuàng)建時(shí)只是多了一步連接服務(wù)器的步驟，這也是TCP協(xié)議與UDP協(xié)議的一大不同之處。
創(chuàng)建TCP服務(wù)端程序
和TCP客戶端程序相比，創(chuàng)建TCP服務(wù)端程序會(huì)更復(fù)雜一些。與UDP服務(wù)端程序類似，TCP服務(wù)端程序首先也需要綁定一個(gè)端口號(hào)，同時(shí)，TCP服務(wù)端程序還需要監(jiān)聽來(lái)自其他客戶端的連接。如果某個(gè)客戶端連接過(guò)來(lái)了，服務(wù)器就與該客戶端建立Socket連接，隨后的通信就靠這個(gè)Socket連接了。
創(chuàng)建TCP服務(wù)端程序
Python中使用socket對(duì)象的listen( )方法來(lái)監(jiān)聽端口，傳入的參數(shù)表示等待連接的最大數(shù)量，傳入5即表示等待連接的數(shù)量不能超過(guò)5。
運(yùn)行該TCP服務(wù)端程序后，服務(wù)器就會(huì)打開固定端口（比如我們?cè)O(shè)置的端口為12345）監(jiān)聽，接下來(lái)，該程序會(huì)自動(dòng)通過(guò)一個(gè)永久循環(huán)來(lái)接受來(lái)自客戶端的連接，Python中使用socket對(duì)象的accept( )方法等待并返回一個(gè)客戶端的連接。每成功監(jiān)聽到一個(gè)客戶端連接，TCP服務(wù)端程序就會(huì)創(chuàng)建該Socket連接。由于服務(wù)端可能會(huì)有大量來(lái)自客戶端的連接，所以，TCP服務(wù)端程序要能夠區(qū)分一個(gè)Socket連接是和哪個(gè)客戶端綁定的。我們使用兩個(gè)變量來(lái)接收accept( )方法返回的當(dāng)前連接客戶端的套接字和客戶端地址信息。
我們借助sokit網(wǎng)絡(luò)通信調(diào)試助手，創(chuàng)建一個(gè)TCP client，輸入Server IP和Port，Port中填入我們代碼中指定的端口號(hào)，點(diǎn)擊TCP Channel。連接后就可以給TCP服務(wù)端程序發(fā)送數(shù)據(jù)了。
TCP服務(wù)端接收客戶端連接
需要注意的是，由于TCP服務(wù)端程序需要同時(shí)響應(yīng)多個(gè)客戶端的請(qǐng)求，所以，每個(gè)連接都需要一個(gè)新的進(jìn)程或者新的線程來(lái)處理。上述代碼我們簡(jiǎn)化了程序，一次只能服務(wù)一個(gè)客戶端，接收一條數(shù)據(jù)后就終止了程序，而實(shí)際開發(fā)中往往會(huì)借助進(jìn)程或線程。
總結(jié)
以上內(nèi)容介紹了TCP協(xié)議的基本概念以及使用Python創(chuàng)建簡(jiǎn)單的TCP客戶端與TCP服務(wù)端程序，需要重點(diǎn)掌握TCP協(xié)議與UDP協(xié)議的區(qū)別，能夠熟練創(chuàng)建基于TCP協(xié)議的客戶端與服務(wù)端程序。感謝大家的支持與關(guān)注，歡迎一起學(xué)習(xí)交流~
聯(lián)系客服
