TCP簡介
TCP介紹
TCP協議，傳輸控制協議（英語：Transmission Control Protocol，縮寫為 TCP）是一種面向連接的、可靠的、基於字節流的傳輸層通信協議，由IETF的RFC 793定義。
TCP通信需要經過創建連接、數據傳送、終止連接三個步驟。
TCP通信模型中，在通信開始之前，一定要先建立相關的鏈接，才能發送數據，類似於生活中，"打電話""
TCP特點
1. 面向連接
通信雙方必須先建立連接才能進行數據的傳輸，雙方都必須為該連接分配必要的系統內核資源，以管理連接的狀態和連接上的傳輸。
雙方間的數據傳輸都可以通過這一個連接進行。
完成數據交換后，雙方必須斷開此連接，以釋放系統資源。
這種連接是一對一的，因此TCP不適用於廣播的應用程序，基於廣播的應用程序請使用UDP協議。
2. 可靠傳輸
1）TCP采用發送應答機制
TCP發送的每個報文段都必須得到接收方的應答才認為這個TCP報文段傳輸成功
2）超時重傳
發送端發出一個報文段之后就啟動定時器，如果在定時時間內沒有收到應答就重新發送這個報文段。
TCP為了保證不發生丟包，就給每個包一個序號，同時序號也保證了傳送到接收端實體的包的按序接收。然后接收端實體對已成功收到的包發回一個相應的確認（ACK）；如果發送端實體在合理的往返時延（RTT）內未收到確認，那么對應的數據包就被假設為已丟失將會被進行重傳。
3）錯誤校驗
TCP用一個校驗和函數來檢驗數據是否有錯誤；在發送和接收時都要計算校驗和。
- 流量控制和阻塞管理
流量控制用來避免主機發送得過快而使接收方來不及完全收下。
TCP與UDP的不同點
- 面向連接（確認有創建三方交握，連接已創建才作傳輸。）
- 有序數據傳輸
- 重發丟失的數據包
- 舍棄重復的數據包
- 無差錯的數據傳輸
- 阻塞/流量控制
udp通信模型
udp通信模型中，在通信開始之前，不需要建立相關的鏈接，只需要發送數據即可，類似於生活中，"寫信""
TCP通信模型
udp通信模型中，在通信開始之前，一定要先建立相關的鏈接，才能發送數據，類似於生活中，"打電話""
tcp客戶端
tcp的客戶端要比服務器端簡單很多，如果說服務器端是需要自己買手機、查手機卡、設置鈴聲、等待別人打電話流程的話，那么客戶端就只需要找一個電話亭，拿起電話撥打即可，流程要少很多
python創建tcp客戶端的代碼如下：
import socket
def main():
# 1.創建套接字socket
tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 2.連接服務器
dest_ip = input("請輸入服務器ip：")
dest_port = int(input("請輸入服務器port："))
dest_addr = (dest_ip, dest_port)
tcp_socket.connect(dest_addr)
# 3. 接收/發送數據
send_data = input("請輸入要發送的數據：")
tcp_socket.send(send_data.encode("utf-8"))
# 接收服務器發送的數據
recv_data = tcp_socket.recv(1024)
print(recv_data.decode("utf-8"))
# 4. 關閉套接字socket
tcp_socket.close()
if __name__ == "__main__":
main()
在ubuntu的終端上執行：
在網絡調試助手中啟動tcp服務器進行交互：
tcp服務器
在程序中，如果想要完成一個tcp服務器的功能，需要的流程如下：
- socket創建一個套接字
- bind綁定ip和port
- listen使套接字變為可以被動鏈接
- accept等待客戶端的鏈接
- recv/send接收發送數據
import socket
def main():
# 1.創建套接字
tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 2.綁定端口
addr = ("", 8866)
tcp_server_socket.bind(addr)
# 3.監聽鏈接
tcp_server_socket.listen(128)
# 4.接收別人的連接
# client_socket用來為這個客戶端服務
client_socket, client_addr = tcp_server_socket.accept()
# 5.接收對方發送的數據
recv_data = client_socket.recv(1024)
print("接收到的數據：%s" % recv_data.decode("utf-8"))
# 6.給對方發送數據
client_socket.send("hahaha".encode("utf-8"))
# 7.關閉套接字
client_socket.close()
tcp_server_socket.close()
if __name__ == "__main__":
main()
在ubuntu的終端上執行：
在網絡調試助手中啟動tcp服務器進行交互：
tcp注意點
- tcp服務器一般情況下都需要綁定，否則客戶端找不到這個服務器
- tcp客戶端一般不綁定，因為是主動鏈接服務器，所以只要確定好服務器的ip、port等信息就好，本地客戶端可以隨機
- tcp服務器中通過listen可以將socket創建出來的主動套接字變為被動的，這是做tcp服務器時必須要做的
- 當客戶端需要鏈接服務器時，就需要使用connect進行鏈接，udp是不需要鏈接的而是直接發送，但是tcp必須先鏈接，只有鏈接成功才能通信
- 當一個tcp客戶端連接服務器時，服務器端會有1個新的套接字，這個套接字用來標記這個客戶端，單獨為這個客戶端服務
- listen后的套接字是被動套接字，用來接收新的客戶端的鏈接請求的，而accept返回的新套接字是標記這個新客戶端的
- 關閉listen后的套接字意味着被動套接字關閉了，會導致新的客戶端不能夠鏈接服務器，但是之前已經鏈接成功的客戶端正常通信。
- 關閉accept返回的套接字意味着這個客戶端已經服務完畢
- 當客戶端的套接字調用close后，服務器端會recv解堵塞，並且返回的長度為0，因此服務器可以通過返回數據的長度來區別客戶端是否已經下線