tcp总结与简单实现

一、TCP简介

1. TCP介绍

 1）TCP协议，传输控制协议（Transmission Control Protocol，缩写为 TCP）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议
 2）tcp通信的三个步骤
    创建连接、数据传输、终止连接

2. TCP特点
 
 1）面向连接
 1. 通信双方必须先建立连接才能进行数据的传输
 2. 双方间的数据传输都可以通过这个连接进行，完成数据交换后，双方断开此连接，以释放系统资源
 3. 连接是一对一的，因此TCP不适用于广播的应用程序，基于广播的应用程序请使用UDP协议

 2）可靠传输，通过一套机制来实现可靠传输
 1. 发送应答机制
 2. 超时重传
 3. 错误校验
 4. 流量控制-阻塞管理

 3）基于字节流的：以字节流的形式传递给目标主机

3. TCP与UDP的不同点
 - 面向连接
 - 有序数据传输
 - 重发丢失的数据包
 - 舍弃重复的数据包
 - 无差错的数据传输
 - 阻塞/流量控制

4.tcp与upd使用场景：

 1） udp：  广播数据时， 用udp   当对网络通讯质量要求不高的时候，要求网络通讯速度能尽量的快，这时就可以使用UDP ，比如QQ语音，QQ视频
 2） tcp： tcp比udp更安全，稳定，但是速度没有udp那么快，使用场景非常多；
 例如： http传输，文件传输，要求比较高的数据传输都会用tcp，目前大部分的传输都是基于tcp协议传输

5. UDP与TCP的通信模型 
  
 1） udp通信模型
 udp通信模型中，在通信开始之前，不需要建立相关的连接，只需要发送数据即可，类似于生活中，"写信""，没有严格的客户端和服务端之分
       
 2） tcp通信模型
 tcp通信模型中，在通信开始之前，一定要先建立相关的连接，才能发送数据，类似于生活中，"打电话""，tcp有严格的客户端与服务端之分

二、TCP网络程序-客户端

1. TCP客户端实现流程
 tcp流程步骤：
 1）创建tcp socket客户端对象
 2）与服务端建立连接
 3）收发数据(读写数据)
 4）关闭连接

2.示例代码：

　　import socket

    # 创建socket
    tcp_client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

    # 目的信息
    server_ip = input("请输入服务器ip:")
    server_port = int(input("请输入服务器port:"))

    # 连接服务器
    tcp_client_socket.connect((server_ip, server_port))

    # 提示用户输入数据
    send_data = input("请输入要发送的数据：")

    tcp_client_socket.send(send_data.encode("utf-8"))

    # 接收对方发送过来的数据，最大接收1024个字节
    recv_data = tcp_client_socket.recv(1024)
    print('接收到的数据为:', recvData.decode('gbk'))

    # 关闭套接字
    tcp_client_socket.close()

三、TCP网络程序-服务端

1. TCP服务端创建及实现流程 
 tcp流程步骤：
 1）创建一个server_socket ,用于监听客户端的请求
 2）绑定端口
 3）server_socket开启监听listen，server_socket由主动模拟模式变为被动连接模式
 4）等待接收客户端的连接请求，一有客户端的连接请求，立即接受，并且创建一个与客户端socket对接的socket，新创建的socket用来与客户端的socket进行通信
 5）使用新创建的socket与客户端的socket进行通信(收发数据)
 6）关闭新创建的socket，该socket关闭后， 不再与当前客户端通信，结束与当前客户端的通信
 7）关闭server_socket，该server_socket关闭后，不再接收新的客户端请求

2.示例代码：

　　import socket

    # 创建socket
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

    # 本地信息
    address = ('', 8090)    # 元组

    # 绑定端口，tcp服务端必须绑定端口
    tcp_server_socket.bind(address)

    # 使用socket创建的套接字默认的属性是主动的，使用listen将其变为被动的，这样就可以接收别人的连接请求
    tcp_server_socket.listen(5) # backlog=5 表示积压的客户端连接请求最多5个， 超过5个，则拒绝连接

    # 如果有新的客户端来连接服务器，那么就产生一个新的套接字专门为这个客户端服务
    # client_socket用来为这个客户端服务
    # tcp_server_socket就可以省下来专门等待其他新客户端的连接
    client_socket, client_addr = tcp_server_socket.accept()

    # 接收对方发送过来的数据
    recv_data = client_socket.recv(1024)  # 最多接收1024个字节
    print('接收到的数据为:', recv_data.decode('gbk'))

    # 发送一些数据到客户端
    client_socket.send("thank you !".encode('gbk'))

    # 关闭为这个客户端服务的套接字，只要关闭了，就意味着为不能再为这个客户端服务了，如果还需要服务，只能再次重新连接
    client_socket.close()