python实现 socket套接字---UDP&TCP

Socket

socket简称套接字，是支持TCP/IP的网络通信的基本操作单元，可以看作是不同主机之间的进程进行双向通信的端点，简单的说就是通信两方的一种约定，用套接字的相关函数来完成通信过程。

UDP

UDP是面向无连接、基于数据报的不可靠传输。

1. python中UDP发送端传输的步骤为：
   导入模块
   创捷套接字
   数据传输
   关闭套接字

代码如下：

# 1. 导入模块
import socket
# 2.创建套接字
# socket.socket(协议类型，传输方式)
# 参数一：
# socket.AP_INET 使用IPV4
# socket.AF_INET6 使用IPV6
# 参数二：
# socket.SOCK_DGRAM 使用UDP传输方式（无连接）
# socket。SOCK_STREAM 使用TCP传输方式（有连接）
udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
# 3.数据传输
# udp_socket.sendto(要发送的数据的二进制格式，对方的IP和端口号)
# 参数一：要发送的二进制格式
# 字符串转换成二进制格式 字符串.encode（）
# 参数二：对方的IP地址和端口号 address类型
# 要求IP和端口号是一个元组：1）第一个元素的字符串类型的ip地址，2）完整类型的端口号
udp_socket.sendto('hello'.encode('gbk'), ('121.248.154.5', 8080))
# 3.关闭套接字
udp_socket.close()

2. UDP接收端步骤为

• 导入模块
• 创建套接字
• 发送数据
• 接收数据
• 解码数据
• 输出显示接收到的二进制字符串
• 关闭套接字

# 导入模块
import socket
# 创建套接字
udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# 绑定端口
addr = ('', 6666)
udp_socket.bind(addr)

# 发送数据
udp_socket.sendto('gram'.encode(), ('121.248.54.5', 8080))

# 接收数据
# recvfrom(1024)方法的作用：
# 1）从套接字中接受1024个字节的数据
# 2）此方法会造成程序的阻塞，等待另一台计算机发来数据
#    如果对方发数据了，recvfrom会自动解除阻塞
#    如果对方没有发送方数据，会一直等待
# rece_data= (b'hello',('192.168.171.30', 8080))
# rece_data[0 接受到的数据的二进制格式
# rece_data[1] 对方的ip和端口
# win默认gbk编码，linux默认utf-8编码
rece_data = udp_socket.recvfrom(1024)
rece_txt = rece_data[0].decode('gbk')
# 输出
print('来自：', rece_data[1], '的消息：', rece_txt)
# 关闭套接字
udp_socket.close()

3. UDP广播

# 1.导入模块
import socket
# 2.创建套接字
udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
# 3.设置广播权限
# udp_socket.setsockopt(套接字，属性，属性值)
# SOL_SOCKET:当前的套接字
# SO_BROADCAST:广播属性
udp_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_BROADCAST, True)

# 4.发送数据
# 默认不允许发送广播
udp_socket.sendto('helloworld'.encode(), ('255.255.255.255', 8080))
# 5.关闭套接字
udp_socket.close()

TCP

一.TCP是面向有连接、基于字节流、可靠的传输方式。

1. TCP面向连接：
   通信双方都必须先建立连接才能进行数据传输，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，双方必须断开连接，以释放系统资源，这种连接是一对一的，因此TCP不适用与广播的应用程序，基于广播的应用程序使用UDP.
2. TCP可靠传输

• TCP采用应答机制
• 超时重传
• 错误校验
• 流量控制和阻塞管理

3. TCP和UDP不同点：

• 面向连接
• 有序数据传输
• 重发丢失的数据包
• 舍弃丢失的数据包
• 无差错的数据传输
• 阻塞/流量控制

二.TCP编程
TCP编程区分客户端和服务器：

1. TCP客户端

"""
1. 导入模块
2. 创建套接字
3. 建立连接
4. 发送数据
5. 关闭连接
"""
# 1. 导入模块
import socket

# 2. 创建套接字
tcp_client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 3. 建立连接
# connet是一个元组类型，ip地址和端口号
tcp_client_socket.connect(('121.248.154.5', 8080))
# 4. 发送数据 以及接受
tcp_client_socket.send('hello'.encode('gbk'))
# rece_data是服务器发送给客户端的信息的二进制，而udp中输入的还有发送方的ip和端口号
recv_data = tcp_client_socket.recv(1024)
recv_text = recv_data.decode('gbk')
print(recv_text)
# 5. 关闭连接
tcp_client_socket.close()

2. TCP服务器

"""
1 创建套接字
2 bind绑定ip和port
3 开启监听，开启套接字为被动模式
4 等待客户端连接
5 收发数据
6 关闭连接
"""
import socket

# 1 创建套接字
tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 2 bind绑定ip和port
tcp_server_socket.bind(('', 8081))
# 3 开启监听，开启套接字为被动模式
# listen() 作用设置tcp_server_socket 套接字为被动监听模式，不能再主动发送数据，128是允许最大连接数
# window 下128有效，linux此数字无效
tcp_server_socket.listen(128)
# 4 等待客户端连接
# accept 开始接受客户端连接,程序会默认进入阻塞状态（等待客户端连接），如果由客户端连接后，程序自动解除阻塞
# recv_data返回有两个部分是一个元组
# 1）返回了一个新的套接字socket
# 2）返回了客户端的ip地址和端口号port
new_client_socket, client_ip_port = tcp_server_socket.accept()
print(new_client_socket, client_ip_port)
# 5 收发数据
# recv（）会让程序再次阻塞
recv_data = new_client_socket.recv(1024)
recv_text = recv_data.decode('gbk')
print(recv_text)
# 不能呢在和当前的客户端通信了
new_client_socket.close()
# 6 关闭连接
tcp_server_socket.close()

3. TCP服务器改进

"""
1 创建套接字
2 bind绑定ip和port
3 开启监听，开启套接字为被动模式
4 等待客户端连接
5 收发数据
6 关闭连接
"""
import socket

# 1 创建套接字
tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 2 bind绑定ip和port
tcp_server_socket.bind(('', 8888))
# 3 开启监听，开启套接字为被动模式
# listen() 作用设置tcp_server_socket 套接字为被动监听模式，不能再主动发送数据，128是允许最大连接数
# window 下128有效，linux此数字无效
tcp_server_socket.listen(128)
# 4 等待客户端连接
# accept 开始接受客户端连接,程序会默认进入阻塞状态（等待客户端连接），如果由客户端连接后，程序自动解除阻塞
# recv_data返回有两个部分是一个元组
# 1）返回了一个新的套接字socket
# 2）返回了客户端的ip地址和端口号port

while True:
    new_client_socket, client_ip_port = tcp_server_socket.accept()
    print(new_client_socket, client_ip_port)

    # 5 收发数据
    # recv（）会让程序再次阻塞
    while True:
        # 当接收到的数据为空的时候，表示客户端已经断开了，服务器也要断开
        recv_data = new_client_socket.recv(1024)
        if len(recv_data) != 0:
            recv_text = recv_data.decode('gbk')
            print(recv_text)
        else:
            print('客户端已经断开连接')
            break

# 不能再和当前的客户端通信了
new_client_socket.close()
# 6 关闭连接
tcp_server_socket.close()

"""
上面的程序只有当第一个客户端断开连接时第二个客户端才能和tcp服务器建立连接；
改进的话需要使用多线程
"""