TCP/UDP socket基础编写

SOCKET简介

socket(简称 套接字) 是进程间通信的一种方式，它与其他进程间通信的一个主要不同是：

它能实现不同主机间的进程间通信，我们网络上各种各样的服务大多都是基于 Socket 来完成通信的

例如我们每天浏览网页、QQ 聊天、收发 email 等等

UDP

相比较来说UDP面向的是无连接，udp的优点在于可以不用理会是否对面接受链接，直接发送内容，但是不确保发送内容的安全性以及对方是否收到。

• UDP创建socket过程

		UDP client								UDP server
		socket()		创建套接字				socket()
		sendto(msg,addr)                    	bind(addr,port)因为套接字是主动的，bind函数可以使其变为被动
		recvfrom()								recvfrom()
		socket.close()							sendto()

• UDP Client代码

from socket import *

# 1. 创建udp套接字
udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

# 2. 准备接收方的地址
dest_addr = ('192.168.236.129', 8080)

# 3. 从键盘获取数据
send_data = input("请输入要发送的数据:")

# 4. 发送数据到指定的电脑上
udp_socket.sendto(send_data.encode('utf-8'), dest_addr)

# 5. 等待接收对方发送的数据
recv_data = udp_socket.recvfrom(1024)  # 1024表示本次接收的最大字节数

# 6. 显示对方发送的数据
# 接收到的数据recv_data是一个元组
# 第1个元素是对方发送的数据
# 第2个元素是对方的ip和端口，此元素是一个元组
print(recv_data[0].decode('gbk'))
print(recv_data[1])

# 7. 关闭套接字
udp_socket.close()

• UDP Server代码

from socket import *

# 1. 创建套接字
udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

# 2. 绑定本地的相关信息，如果一个网络程序不绑定，则系统会随机分配
local_addr = ('', 7788) #  ip地址和端口号，ip一般不用写，表示本机的任何一个ip
udp_socket.bind(local_addr)

# 3. 等待接收对方发送的数据
recv_data = udp_socket.recvfrom(1024) #  1024表示本次接收的最大字节数

# 4. 显示接收到的数据
print(recv_data[0].decode('gbk'))

# 5. 关闭套接字
udp_socket.close()

TCP

TCP协议则是相对于UDP协议来说比较可靠的协议，是面向连接的。也就有了常被问到的三次握手和四次挥手问题。

• TCP server代码

# 创建socket
tcp_server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

# 本地信息
address = ('', 7788)

# 绑定
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链接了
tcp_server_socket.listen(128)

# 如果有新的客户端来链接服务器，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链接
client_socket, clientAddr = tcp_server_socket.accept()

# 接收对方发送过来的数据
recv_data = client_socket.recv(1024)  # 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()

• TCP Client代码

# 创建socket
tcp_client_socket = socket(AF_INET, 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:"))

# 链接服务器
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("gbk"))

# 接收对方发送过来的数据，最大接收1024个字节
recvData = 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()

TCP的长连接和短连接

1. TCP短连接

模拟一种TCP短连接的情况:

1.client 向 server 发起连接请求
2.server 接到请求，双方建立连接
3.client 向 server 发送消息
4.server 回应 client
5.一次读写完成，此时双方任何一个都可以发起 close 操作
在步骤5中，一般都是 client 先发起 close 操作。当然也不排除有特殊的情况。

从上面的描述看，短连接一般只会在 client/server 间传递一次读写操作！

2. TCP长连接

再模拟一种长连接的情况:

1.client 向 server 发起连接
2.server 接到请求，双方建立连接
3.client 向 server 发送消息
4.server 回应 client
5.一次读写完成，连接不关闭
6.后续读写操作…
7.长时间操作之后client发起关闭请求

3.TCP长/短连接的优点和缺点

• 长连接可以省去较多的TCP建立和关闭的操作，减少浪费，节约时间。

  对于频繁请求资源的客户来说，较适用长连接。

• client与server之间的连接如果一直不关闭的话，会存在一个问题，

  随着客户端连接越来越多，server早晚有扛不住的时候，这时候server端需要采取一些策略，

  如关闭一些长时间没有读写事件发生的连接，这样可以避免一些恶意连接导致server端服务受损；

  如果条件再允许就可以以客户端机器为颗粒度，限制每个客户端的最大长连接数，

  这样可以完全避免某个蛋疼的客户端连累后端服务。

• 短连接对于服务器来说管理较为简单，存在的连接都是有用的连接，不需要额外的控制手段。
  但如果客户请求频繁，将在TCP的建立和关闭操作上浪费时间和带宽。