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python强势来袭-0032-网络编程~TCP编程

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Python

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废话少说，进入正题，这节课开始我们学习基于TCP协议的网络编程

本节内容如下

什么是TCP协议
TCP网络编程——服务端程序开发
TCP网络编程——客户端程序开发

1. 关于TCP协议那点事儿

TCP协议是一种面向连接、保证数据传输的高可靠性的，一对一的传输层协议

TCP协议保证连接的可靠性是通过它的通信特征来确定的：首先保证正确建立可靠的连接，主要通过三次通信握手来确定；其次保证数据包的数量和顺序不会丢失和错乱，如果发现数据包发送失败会重新发送；第三当连接终止时，连接双方都需要独立关闭自己的连接，通过四次挥手确定连接断开。

从上面的操作过程我们可以发现一个规律，服务器端总是处于等待状态，客户端会主动发起和服务器的连接，通过三次握手建立可靠的连接并进行数据的传输。一直到最后客户端发起关闭连接请求，经过四次挥手操作断开和服务器之间的连接

所以正常情况下， TCP网络编程一般是首先开发服务端程序，然后开发客户端程序。

2. TCP服务端编程

python中的网络编程，就类似生活中将两台PC用网线连接起来一样，网线表示网络，需要水晶头将网线连接到电脑上才能正常的操作；python提供了这样的水晶头：套接字（socket）

2.1 API解析

socket模块：TCP网络编程，需要引入这个模块

socket()：socket模块中的socket()对象，可以用于创建套接字：socket(family, type)
- 参数family：连接的IP地址类型，socket.AF_INET表示的是IPv4的地址，socket.AF_INET6表示的是IPv6的地址
- 参数type：连接数据传输类型，使用socket.SOCK_STREAM表示使用流协议（TCP）
- 返回值：一旦创建成功，返回一个套接字对象，姑且命名为sc

bind()：用于将套接字和主机IP以及端口号Port进行绑定，就是上面例图中将网线插到电脑上
bind()是socket对象的方法，可以直接通过socket对象调用
bind()方法只接受一个元组类型的参数，将ip地址和端口填写进去即可
sc.bind(（"192.168.1.1", 8080）)

listener(count)：监听连接的方法，一般在服务端编程中使用，调用socket对象的listener()方法，就会让服务器程序处于等待客户端连接
- 参数count：一个整数数据，表示允许最大的连接数量

accept()：接收客户端的连接，这是一个阻塞方法，一旦程序执行到accept()方法，就会处于等待状态不继续执行，一直到有客户端连接进来才会继续执行程序

recv()：用于接收远程套接字对象发送的数据
- 返回值：远程套接字发送的数据

sendall(data)：用于向远程主机发送数据
- 参数data：用于发送的数据
close()：套接字的关闭方法，通信完毕之后，一定要记得关闭和服务器之间的TCP连接，释放资源。

2.2 TCP服务端程序编写

服务端程序开发，首先创建服务端程序的套接字对象，将套接字对象跟服务器IP地址和端口进行绑定；其次开始设置启动监听，等待客户端的连接；如果客户端一旦连接进来，就可以和客户端之间进行数据的收发操作；最后执行完成，关闭套接字

service.py代码如下：

import socket

# 创建服务端套接字
sc = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 绑定服务端IP地址和端口
sc.bind(("192.168.10.115", 8888))

# 开始监听
sc.listen(10)

# 等待连接
print("服务端程序启动完成，等待连接中...")
conn, addr = sc.accept()
print("客户端%s连接成功" % str(addr))

# 向客户端发送消息
conn.sendall("你好，客户端，我是服务器".encode("utf-8"))

# 关闭和这个客户端的套接字
conn.close()

运行上面的程序，我们会看到如下的等待界面：

此时，我们通过telnet来访问以下这个ip和对应的端口，会发现服务器给我们发送了数据

同时我们运行的服务端也接收到了用户的请求

2.3 TCP客户端程序编写

相对于服务端编程，客户端编程就变得比较简单了，我们通过创建客户端套接字对象，通过调用套接字对象的connect(ip, port)方法连接指定ip和端口port的服务器，然后和服务器之间进行数据通信，通信完毕关闭客户端套接字。

client.py代码如下：

import socket

sc = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

sc.connect(("192.168.10.115", 8888))

msg = sc.recv(1024)
print("接收到服务器的欢迎消息:" + msg.decode("utf-8"))

sc.sendall("你好服务器".encode("utf-8"))

sc.close()