利用Python两分钟了解TCP和UDP编程实现

TCP和UDP是OSI七层模型中传输层的两个协议，对应了两种传输方式

特点如下，更多更详细请访问：TCP与UDP的全面对比

	UDP	TCP
是否连接	无连接	面向连接
是否可靠	不可靠传输，不使用流量控制和拥塞控制	可靠传输，使用流量控制和拥塞控制
连接对象个数	支持一对一，一对多，多对一和多对多交互通信	只能是一对一通信
传输方式	面向报文	面向字节流
首部开销	首部开销小，仅8字节	首部最小20字节，最大60字节
适用场景	适用于实时应用（IP电话、视频会议、直播等）	适用于要求可靠传输的应用，例如文件传输

而在Python下，两者的编程实现主要有以下区别：

	UDP	TCP
socket创建	socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)	socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
数据传输	sendto()、recvfrom() 不是一对一 所以要指明对方地址	send()、recv()
与对方构建连接	无需连接，直接向对方IP地址传输	需要使用listen()、accept()、connect()，需要双方互相“握手”

下面让我们看看在Python下两者的具体实现，从而理解其主要区别：

##UDP服务端
import socket
#建立IPv4,UDP的socket
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
#绑定端口：
s.bind(('127.0.0.1', 9999))
#不需要开启listen，直接接收所有的数据
print('Bind UDP on 9999')
while True:
    #接收来自客户端的数据,使用recvfrom
    data, addr = s.recvfrom(1024)
    print('Received from %s:%s.' % addr)
    s.sendto(b'hello, %s!' % data, addr)

##UDP客户端
import socket
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
#不需要建立连接：
for data in [b'Michael', b'ALice', b'FF']:
    #发送数据到客户端：
    s.sendto(data, ('127.0.0.1', 9999))
    #接收来自客户端的数据：
    print(s.recvfrom(1024)[0].decode('utf-8'))
s.close()

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##TCP服务端
#导入socket库
import socket
import threading
import time
def deal_by_tcp(sock, addr):#新线程执行的函数
    print('Accept connection from %s:%s...'.format(addr[0],addr[1]))
    sock.send(('Welcome!').encode('utf-8'))
    while True:
        data = sock.recv(1024)
        time.sleep(1)
        #如果客户端没有发送数据或发送’exit‘：关闭连接
        if not data or data.decode('utf-8') =='exit': 
            break
        sock.send(('Hello, %s'.format(data.decode('utf-8')).encode('utf-8')))
    sock.close()
    print('Connection from %s:%s closed'.format(addr[0],addr[1]))

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
#绑定监听端口
s.bind(('127.0.0.1', 9999))
#开始监听：
s.listen(5)  #param : 等待连接的最大数量
print('waiting for connecting')
while True:
    #接收一个新的连接：
    sock, addr = s.accept() #accept会等待并发返回一个客户端的连接
    #使用多线程处理：单线程在处理过程中，无法接收其他客户端的连接
    t = threading.Thread(target=deal_by_tcp, args=(sock,addr))
    t.start()  #启动线程

##TCP客户端
#导入socket库
import socket
import io

#创建一个socket：
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect(('127.0.0.1',9999))
s.send(b'Norton') 

#接收从服务器返回的数据：
while True:
    d = s.recv(1024) #每次最多接收1K字节
    if d:
       print(d.decode('utf-8'))
    else:
        break
s.close()

可以发现，TCP的构建传输的交互过程更为复杂，而传输过程更为简明且具有针对性、UDP则更加“神经大条”，适合多发和对可靠性要求不高的网络。