TCP通信
1.前期回顾
1.1 IP地址
IP地址标识电脑，端口标识程序
1.2 socket套接字
一种通信手段
套接字用完一定要关闭
sendto 两个参数内容为bytes类型的，IP是字符串，端口是数字
recvfrom（）括号里面加1024的倍数，表示接收长度
绑定端口：bind（）里面加元组，IP加端口
IP为空表示绑定本机的所有ip，如果填了某一个IP表示绑定了某一张网卡，只能接受这一网卡的消息。但是127.0.0.1绑定后，只能是本机给本机发送消息（其他人是发送不了的，因为此IP表示的是自己的电脑）
2.TCP
2.1 学习目标
理解UDP与TCP两种套接字的 不同点
理解send recv函数的功能
理解服务器中bind listen accpet 函数的功能
2.2 重要的小点，无序，乱
- 优秀的软件背后都有一个服务器，来支撑客户端的服务
- 一般的服务器指的是硬件，编程里面的服务器指的是程序（软件），称为服务器应用程序
- 客户端是享受服务的，服务器是提供服务的
- 两种电话：总机(接受呼叫转接到分机)和分机(和客户进行通信)
- 总机一般是不会停机的
- 等待服务区：已经拨通，但是还没有被服务过的"listen(128)"代表的是最大有128个等待的
- listen是将主动--->被动接听(listen可以将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，只有被动接听模式才能接受请求)
- 远程拷贝
scp-r目标用户名@目标主机IP地址：/目标文件的绝对路径 /保存到本机的绝对/相对路径
- 拷贝单个文件可以不加-r拷贝木录时必须加
本地文件到远程(是在本地的桌面进行，不要ssh到Ubuntu)
scp 123.txt python@192.168.33.113:~/Desktop/
- 本地目录到远程
scp -r FolderName RemoteUserName@RemoteHostIp:RemoteFolder
scp -r FolderName RemoteHostIp:RemoteFolder
- 远程文件到复制到本地(是在本地的桌面进行，不要ssh到Ubuntu)
scp python@192.168.33.113:~/Desktop/123.txt ./
- 远程目录到本地
scp -r RemoteUserName@RemoteHostIp:RemoteFolder FolderName
scp -r RemoteHostIp:RemoteFolder FolderName
- 服务器的流程是固定的
bind --> listen ---> accept
2.3 TCP简介
简称：传输控制协议（Transmission Control Protocol）
特点：面向连接、可靠传输、*基于字节流（讲完之后就明白了，暂时忽略）
步骤：创建连接，数据传送，终止连接
使用场景：HTTP / HTTPS / FTP
QQ文件传输
浏览器
面向连接
建立链接/通信/关闭链接
可靠传输
应答机制ACK
超时重传
错误校验，奇偶校验（00010110最后一个“0”前面每一位看看加起来是不是原先的奇数或偶数）
拥塞控制 根据实时情况调整发送速度
*基于字节流
最小单位是字节 可能造成的现象：多次发送一次接收的线程
这次没有接收完的（超过了最大长度，超出的下次接收）会在下次接收，并不会消失
TCP对比UDP(重点)
可靠 --不可靠
面向连接 --面向无连接
保证顺序 --不保证发送包的顺序和接收顺序是一致的
不支持广播 --UDP支持广播
字节流协议 --用户数据报协议
2.4 TCP客户端
1import socket 2# 两个参数 第二个是字节流类型 3tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 4# 创建和服务器的连接 参数是服务器地址（ip，端口） 5data = input("请输入你要发送的内容：") 6ip = input("ip：") 7port = int(input("端口：")) 8 9tcp_socket.connect((ip,port)) 10 11 12# send(bytes类型数据) 13tcp_socket.send(data.encode()) 14tcp_socket.close()
1#接收数据 2recv_data = tcp_socket.recv(1024) 3print(recv_data.decode())
- 接收数据 阻塞等待数据 recv返回值一般情况下就是对方发的数据；如果对方断开了链接 返回值为“ ”
1#接收数据 2recv_data = tcp_socket.recv(1024) 3# if recv_data == b'': 4if not recv_data: 5 print("对方断开了连接,,,,,,,,") 6else: 7 print(recv_data.decode('gbk'))
2.5 数据的收发(重点)
创建 套接字对象 = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
链接 套接字对象.connect((服务器IP，端口))
IP与端口是一个元组，记得写括号
接收 bytes类型数据 = 套接字对象.recv(本次接收的最大长度)
如果接受的是来自Windows服务器的数据，需要转换成gbk格式
1recv_data.decode('gbk')
只有数据，没有地址，因为一开始就建立了链接
如果对方断开了链接 数据为空字节b' '
否则就是 通信的数据
发送 套接字对象.send(data.encode())
括号里为bytes类型的数据
关闭 套接字对象.close()
2.6 TCP服务器
2.6.1TCP给1个客户端服务
- 如果我的服务器想被别人发现，那么就需要绑定bind
- listen将主动变为被动，只有被动才能被接收
- accept将等待区的用户接到分机
- 上面的每次只能服务一个客服端
- 遗留问题Adress already in use
1import socket 2 3 4# 1 总机 - 创建TCP套接字<服务器套接字 监听套接字> 5server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 6 7# 2 固定号码 - 固定端口 8server_socket.bind(('', 10010)) 9 10# 3 安装客户服务系统 - 主动-> 被动监听模式 11server_socket.listen(128) #128表示有128个接通但是没没被服务过的 12 13# 4 从等待服务区取出一个客户端用以服务 转接到分机 - 接受连接 accept 接受连接 14# (和客户端关联起来的套接字对象<socket.socket>, 客户端套接字地址('192.168.33.110', 46080)) 15client_socket, client_address = server_socket.accept() 16print("接受到了来自%s的连接请求" % str(client_address)) 17 18while True: 19 # 5 使用分机进行深入交流 echo回射 20 recv_data = client_socket.recv(1024) 21 print("接收到了数据:%s" % recv_data.decode()) 22 client_socket.send(recv_data)#回射服务器 23 if not recv_data: 24 print("客户端下线了") 25 break 26 27# 6 分机挂机 28client_socket.close() 29# 7 总机挂机 30server_socket.close()
2.6.2TCP给多个客户端服务
改进代码
1import socket 2 3 4# 1 总机 - 创建TCP套接字<服务器套接字 监听套接字> 5server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 6 7# 2 固定号码 - 固定端口 8server_socket.bind(('', 10010)) 9 10# 3 安装客户服务系统 - 主动-> 被动监听模式 11server_socket.listen(128) 12 13while True: 14 # 4 从等待服务区取出一个客户端用以服务 转接到分机 - 接受连接 15 # (和客户端关联起来的套接字对象<socket.socket>, 客户端套接字地址('192.168.33.110', 46080)) 16 client_socket, client_address = server_socket.accept() 17 print("接受到了来自%s的连接请求" % str(client_address)) 18 19 while True: 20 # 5 使用分机进行深入交流 echo回射 21 recv_data = client_socket.recv(1024) 22 print("接收到了数据:%s" % recv_data.decode('gbk')) 23 client_socket.send(recv_data.decode('gbk').encode()) 24 if not recv_data: 25 print("客户端下线了") 26 break 27 28 # 6 分机挂机 29 client_socket.close() 30 31# 7 总机挂机 32server_socket.close()
2.7 案例（文件下载客户端）
百度网盘、邮件等都是TCP的例子
1import socket 2# 1.建立和服务器的连接 3# 1.1用户输入ip地址和端口 4IP = input("服务器ip:") 5port =int( input("服务器端口：")) 6# 1.2创建tcp的套接字 7tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 8# 1.3连接服务器 9tcp_socket.connect((IP,port)) 10# 2.向服务器发送需要下载的文件名称 11# 2.1用户输入文件名称 12file_name = input("需要下载的文件名称：") 13# 2.2发送 14tcp_socket.send(file_name.encode()) 15# 3.一边接收文件数据，一边写入文件 完后：关闭套接字 文件 16# 3.1打开文件用于保存 接收到的数据（文件的大小一般是1024或整数倍 17# ，太大没用，网卡有限制，4k/16左右就可以了） 18file = open("下载" + file_name,"wb") # 为了减少代码，方便统一，全为二进制 19while True: 20 # 3.2接收数据，写入文件 21 file_data = tcp_socket.recv(4096) 22 # 3.3如果数据是‘’传输完成 关闭文件 套接字 ； 否则继续3.2步骤 23 if not file_data: 24 print("文件下载完成.....") 25 file.close() 26 tcp_socket.close() 27 break 28 file.write(file_data)
2.8 案例（文件下载服务器）
流程：
1创建服务器套接字 --->2 绑定端口 监听 ----> 3接受链接请求 ----> 4接受到来自客户端的文件名 ----> 5根据文件名读取文件数据 ----> 6发送文件数据 ----> 7关闭文件 ----> 8关闭套接字 ----> 9再执行第4步
1import socket 2def main(): 3 # 1 接受用户的连接请求 4 # 1.1 创建服务器套接字 -- 接受请求，将请求转接到客户端关联的套接字上去 5 server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 6 # 1.2 绑定端口 让别人发现我们 7 server_socket.bind(('', 1111)) 8 # 1.3 监听 9 server_socket.listen(128) # 128是一个经验值，记住，常用 10 while True: 11 # 1.4 接受连接 返回值是元祖（客户端关联的套接字对象，客户端地址） 12 client_socket, client_address = server_socket.accept() 13 print("接受到来自%s的连接请求" % str(client_address)) 14 # 2 接收文件名称 - 15 # 2.1使用和客户端关联的套接字对象 接收数据 16 file_name = client_socket.recv(4096) 17 if not file_name: 18 print("客户端断开连接......") 19 client_socket.close() 20 continue 21 # 2.2文件名解码称str类型 22 file_name = file_name.decode() 23 # 3 根据文件名称 读取文件数据 发送给客户端 24 # 3.1打开指定文件名称的文件 用以读取 25 with open(file_name,"rb") as file:# 读完之后交给with自动关闭，记住语法 26 27 # 3.2（边读边发）这里比较小，直接读取出整个文件的数据 28 file_data = file.read() # 如果文件大，可能存在程序奔溃的风险 29 # file.close() 30 # 3.3 将数据发送给客户端 31 client_socket.send(file_data) 32 # 4 如果传输完成 关闭文件，关闭套接字 33 client_socket.close() 34if __name__ == '__main__': 35 main()
2.9 了解TCP的三次握手
三次握手目的：建立链接
SYN同步请求--建立链接的请求 seq代表序号
ACK应答
ACK再次应答
SYN=1 1代表这个包有同步请求的功能 大写的ACK代表着标志，标志之一代表设置
ack=J + 1 代表收到了
对于服务器必须三次握手，已经完成三次握手的连接，称为全连接
未完成三次握手的连接，称为半连接
listen可以实现将半连接和全连接分成两类，分别存放在不同的空间
listen(128)作用
1 主动 -> 监听
2 参数含义，Linux中表示已就绪队列长度，其他平台一般表示二者综合
（128单位是个，表示最多容纳128个客户端，其他人再链接就连不上了）
accept作用
从已就绪队列中取出一个全连接用以通信
connect作用
发起并且完成和服务器之间的三次握手 建立连接
2.9 了解TCP的4次挥手
FIN表示完成
除非双方都断开才能完成断开链接，只有一端断开是完不成的
主动端和被动端
意义：忽略2MSL时间(进行补充)
目的：解决前面历史遗留问题
现象：服务器立即重启出现。Address in use地址使用中
表面原因：TCP标准规定了 凡是主动断开连接的一方，必须保持该连接资源一端时间2MSL而不被释放 2MSL时间：30s到2min
深层原因：为了更加彻底断开TCP连接
最后一次ACK可能会丢失
解决问题：使用地址重用选项--忽略2MSL时间
1套接字对象.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
3.显示时间
先导入time模块
1time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
上面的结果可以直接使用字符串进行接收
3.1 智能机器人客户端
1import socket 2tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 3tcp_socket.connect(("192.168.191.5",10086)) 4print("欢迎使用TCP通信软件".center(36,'=')) 5print("小闫出品，必属精品".center(35,'-')) 6 7while True: 8 b = input("请输入你要问的问题：") 9 if not b: 10 print("欢迎下次使用") 11 break 12 tcp_socket.send(b.encode()) 13 a = tcp_socket.recv(1024) 14 print("智能机器人回复您：%s" % a.decode()) 15 print('='*40)
3.2 智能机器人服务器
1import socket 2 3import time 4 5""" 61.自己写tcp客户端以及服务端 72.发送"你好"、"hello"等，会回复"你好" 83.发送"名字"、"name"等关键词，会回复"我是python29号" 94.发送"时间"、"time"等关键词，会回复"当前时间是：xx:xx:xx(当前时间)" 10 提示：显示时间：time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S',time.localtime(time.time())) 11 可简写为：time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S',time.localtime()) 12 可简写为：time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S') 13……自行添加 14""" 15server_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 16server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) 17server_socket.bind(('',10086)) 18server_socket.listen(128) 19client_socket,client_adress = server_socket.accept() 20print("%s连接了您" % str(client_adress)) 21while True: 22 23 new_data = client_socket.recv(1024) 24 data = new_data.decode() 25 if "你好" in data or"hello" in data: 26 client_socket.send('你好'.encode()) 27 elif "名字" in data or"name" in data: 28 client_socket.send('我是python29号'.encode()) 29 elif "时间" in data or "time" in data: 30 client_socket.send(time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S').encode()) 31 elif not data: 32 print("下线") 33 break 34 else: 35 client_socket.send("我不能明白您的意思，好尴尬啊...".encode()) 36client_socket.close()
3.3 尬聊机器人
1import socket 2import random 3 4""" 5实现局域网内的点对点聊天机器人程序。 6使用TCP协议编写 socket 程序，分别实现消息的发送端和接收端 7服务端记录客户端发送的消息，并进行随机回复 8当客户端发送Bye时结束聊天 9""" 10def main(): 11 tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 12 tcp_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) 13 tcp_socket.bind(('',10086)) 14 tcp_socket.listen(128) 15 list = [] 16 while True: 17 client_socket,client_address = tcp_socket.accept() 18 19 print("与%s建立连接...." % str(client_address)) 20 while True: 21 data = client_socket.recv(1024) 22 new_data = data.decode() 23 list.append(new_data) 24 n = random.randint(0,(len(list)-1)) 25 client_socket.send(list[n].encode()) 26 if not data: 27 print("客户端断开连接...") 28 break 29 client_socket.close() 30 31if __name__ == '__main__': 32 main()
