文章目錄

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? 一.客戶端與服務端通信原理

1. 服務器端

服務器端的主要任務是監(jiān)聽來自客戶端的連接請求，并與之建立連接，然后接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。

• 創(chuàng)建套接字：首先，服務器需要創(chuàng)建一個套接字（socket），這個套接字將用于監(jiān)聽來自客戶端的連接請求。在創(chuàng)建套接字時，需要指定地址族（如IPv4的socket.AF_INET）和套接字類型（對于TCP，使用socket.SOCK_STREAM）。

• 綁定地址和端口：服務器需要將套接字綁定到一個具體的IP地址和端口號上，以便客戶端能夠找到并連接到它。

• 監(jiān)聽連接：服務器使用listen()方法開始監(jiān)聽連接請求。此時，服務器處于等待狀態(tài)，直到接收到客戶端的連接請求。

• 接受連接：當服務器接收到客戶端的連接請求時，它使用accept()方法來接受這個連接。accept()方法會返回一個包含新連接的套接字和客戶端地址的元組。服務器將使用這個新連接的套接字來與客戶端進行通信。

• 數(shù)據(jù)收發(fā)：一旦連接建立，服務器和客戶端就可以通過各自的套接字發(fā)送和接收數(shù)據(jù)了。數(shù)據(jù)可以是文本、二進制文件等任何類型的數(shù)據(jù)。

• 關閉連接：通信完成后，服務器和客戶端都應該關閉它們各自的套接字，以釋放系統(tǒng)資源。

2. 客戶端

客戶端的主要任務是連接到服務器，并與之進行數(shù)據(jù)交換。

• 創(chuàng)建套接字：與服務器類似，客戶端也需要創(chuàng)建一個套接字，并指定地址族和套接字類型。

• 連接服務器：客戶端使用connect()方法連接到服務器。在調(diào)用connect()方法時，需要傳入服務器的IP地址和端口號。

• 數(shù)據(jù)收發(fā)：一旦連接建立，客戶端就可以通過套接字發(fā)送數(shù)據(jù)到服務器，并接收服務器發(fā)回的數(shù)據(jù)了。

• 關閉連接：通信完成后，客戶端應該關閉套接字，以釋放系統(tǒng)資源。

3. 原理總結

• TCP三次握手：在TCP通信中，建立連接的過程涉及到三次握手。這確保了雙方都能夠確認對方的存在和準備接收數(shù)據(jù)。

• 數(shù)據(jù)傳輸：TCP協(xié)議確保了數(shù)據(jù)的可靠傳輸。它通過序列號、確認應答、超時重傳等機制來確保數(shù)據(jù)的順序、完整性和無重復傳輸。

• 連接管理：TCP連接是面向連接的，這意味著在數(shù)據(jù)交換之前必須先建立連接，并在數(shù)據(jù)交換完成后關閉連接。

• 錯誤處理：在通信過程中，可能會遇到各種錯誤（如網(wǎng)絡中斷、連接超時等）。Python的socket模塊提供了相應的異常處理機制，允許開發(fā)者在發(fā)生錯誤時采取適當?shù)拇胧?/p>

二.Socket模塊

套接字（Socket）是一個非常重要的概念，它提供了一個用于網(wǎng)絡通信的接口。套接字允許不同計算機上的程序之間進行數(shù)據(jù)傳輸。這種通信方式既可以是本機上的程序間的通信，也可以是跨網(wǎng)絡的計算機之間的通信

在Python中進行TCP和UDP通信，可以使用內(nèi)置的socket模塊。socket模塊提供了用于創(chuàng)建客戶端和服務器端套接字的函數(shù)和方法。以下是一些常用的TCP通信函數(shù)：

服務端

• 創(chuàng)建一個TCP套接字：

socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM):

• 將套接字綁定到指定的地址和端口。

socket.bind(IP,端口)

• 開始監(jiān)聽傳入的連接請求。?

socket.listen(同時處理的請求數(shù))

• ?接受一個連接請求，返回一個新的套接字對象，以及客戶端的地址

socket.accept()

• socket.accept()?是服務器在調(diào)用?listen()?方法之后等待客戶端連接時使用的。這個調(diào)用會阻塞程序運行，直到有一個客戶端連接到服務器，再執(zhí)行下面程序
• 當客戶端成功連接到服務器時，accept()?方法會返回一個元組，其中包含兩個元素：
  • 第一個元素包含服務端接收客戶端連接的IP+端口
  • 第二個元素包含客戶端連接的IP+端口

?客戶端

• 連接到服務端的地址和端口

socket.connect(IP，端口)

• ?發(fā)送數(shù)據(jù)到連接的另一端

socket.send(data)

• ?接收來自連接的數(shù)據(jù)

socket.recv(字節(jié)大小)

• ?關閉套接字連接

socket.close()

三.演示案例

服務端

import socket# 創(chuàng)建TCP服務器端
Tcp_Server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
Tcp_Server.bind(("0.0.0.0",8888))  #將IP和端口與套接字綁定
Tcp_Server.listen(10)   #此處設置該進程socket最多處理的連接數(shù)是10#等待客戶端連接
while True:Tcp_Client,info = Tcp_Server.accept() #阻塞程序運行直到收到客戶端連接Tcp_Client.send("成功連接服務器！".encode()) #將發(fā)送的數(shù)據(jù)進行UTF-8編碼

客戶端?

import socket
Tcp_Client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)#連接服務器
Server_IP = ("127.0.0.1",8888)
Tcp_Client.connect(Server_IP)  #連接服務器127.0.0.1中端口號為8888的進程socket#接收服務端信息
data_Server = Tcp_Client.recv(1024) #接收服務端的字節(jié)數(shù)為1024
print(data_Server.decode()) #將接收的二進制數(shù)據(jù)轉換為字符串

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總結

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