Python网络编程之TCP编程

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一、前言

  由于TCP连接具有安全可靠的特性，所以TCP应用更为广泛。创建TCP连接时，主动发起连接的叫客户端，被动响应连接的服务叫服务器。例如，当我们在浏览器中访问百度时，我们自己的计算机就是客户端，浏览器会主动向百度的服务器发起连接。如果一切顺利，百度的服务器接受我们的连接，一个TCP连接就建立起来了，后面的通信就是发送网页内容了。

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二、创建TCP服务器

  创建TCP服务器的过程，类似于生活中接听电话的过程。如果要接听别人的来电，首先需要购买一部手机，然后安装手机卡。接下来，设置手机为接听状态，最后静等对方来电。

  如同上面的接听电话的过程一样，在程序中，如果想要完成一个TCP服务器的功能，需要的流程如下：

• 使用socket()创建一个套接字
• 使用bind()绑定IP和port
• 使用listen()使套接字变为可被动连接
• 使用accept()接收发送数据
• 使用recv/send()接收发送数据

  例如，使用socket模块，通过客户端浏览器向本地服务器（IP地址为127.0.0.1）发起请求，服务器接到请求，向浏览器发送“Hello World”。具体代码如下：

# -*- coding: utf-8 -*-
import socket  # 导入socket模块

host = "127.0.0.1"  # 主机IP
port = 8080  # 端口号
web = socket.socket()  # 创建socket对象
web.bind((host, port))  # 绑定端口
web.listen(5)  # 设置最多连接数
print("服务器等待客户端连接……")
# 开启死循环
while True:
    conn, addr = web.accept()  # 创建客户端连接
    data = conn.recv(1024)  # 获取客户端请求数
    print(data)  # 打印接收到的数据
    conn.sendall(b"HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\nHello World")  # 向客户端发送数据
    conn.close()  # 关闭连接
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  运行结果如下图所示：

  然后打开谷歌浏览器，输入网址：127.0.0.1:8080（服务器的地址：127.0.0.1，端口号是8080），成功连接服务器以后，浏览器显示“Hello World”。如下图所示：

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三、创建TCP客户端

  TCP的客户端要比服务器简单很多，如果说服务器是需要自己买手机、查手机卡、设置铃声、等待别人打电话流程的话，那么客户端就只需要找一个电话亭，拿起电话拨打即可，流程要少很多。

  在实例1中，我们使用浏览器作为客户端接收数据，下面，创建一个tcp客户端，通过该客户端向服务器发送和接收消息。创建一个client.py文件，具体代码如下：

# -*- coding: utf-8 -*-
import socket  # 导入socket模块

s = socket.socket()  # 创建TCP/IP套接字
host = "127.0.0.1"  # 获取主机地址
port = 8080  # 设置端口号
s.connect((host, port))  # 主动初始化TCP服务连接
send_data = input("请输入要发送的数据：")  # 提示用户输入数据
s.send(send_data.encode())  # 发送TCP数据
# 接收对方发送过来的数据，最大接收1024个字节
recvData = s.recv(1024).decode()
print("接收到的数据为：", recvData)
# 关闭套接字
s.close()
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  先运行实例1中的server.py文件，然后运行client.py文件。接着，在client.py窗口输入“hi”，此时server.py窗口会接到消息，并且发送“Hello World”。运行结果如图所示：

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四、执行TCP服务器和客户端

  在上面的例子中，我们设置了一个服务器和客户端，并且实现了客户端和服务器之间的通信。根据服务器和客户端的执行流程，可以总结出TCP客户端和服务器的通信模型，如图所示：

  既然客户端和服务器可以使用Socket进行通信，那么，客户端就可以向服务器发送文字，服务器接收到消息后，显示消息内容并且输入文字返回给客户端。客户接收到响应，显示该文字，然后继续向服务器发送消息。这样，就可以实现一个简易的聊天窗口。当有一方输入“byebye”时，则退出系统，中断聊天。

  （1）创建server.py文件，作为服务器程序，具体代码如下：

# -*- coding: utf-8 -*-
import socket  # 导入socket模块

host = socket.gethostname()  # 获取主机地址
port = 12345  # 设置端口号
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 创建TCP/IP套接字
s.bind((host, port))  # 绑定地址(host, port)到套接字
s.listen(1)  # 设置最多连接数
sock, addr = s.accept()  # 被动接收TCP客户端连接
print("连接已建立")
info = sock.recv(1024).decode()  # 接收客户端数据
while info != "byebye":  # 判断是否退出
    if info:
        print("接收到的内容：" + info)
    send_data = input("输入发送内容：")  # 发送消息
    sock.send(send_data.encode())  # 发送TCP数据
    if send_data == "byebye":  # 如果发送byebye，则退出
        break
    info = sock.recv(1024).decode()  # 接收客户端数据
sock.close()  # 关闭客户端套接字
s.close()  # 关闭服务器套接字
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  （2）创建client文件，作为客户端程序，具体代码如下：

# -*- coding: utf-8 -*-
import socket  # 导入socket模块

s = socket.socket()  # 创建TCP/IP套接字
host = socket.gethostname()  # 获取主机地址
port = 12345
s.connect((host, port))  # 设置端口号
print("已连接")  # 主动初始化TCP服务器连接
info = ""
while info != "beybey":  # 判断是否退出
    send_data = input("输入发送内容：")  # 输入内容
    s.send(send_data.encode())
    if send_data == "beybey":
        break
    info = s.recv(1024).decode()  # 接收服务器数据
    print("接收到的内容：" + info)
s.close()  # 关闭套接字
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  分别运行server.py和client.py文件，如图所示

  接下来，在client窗口，输入“菜鸡菜鸡，我是菜鸟”，然后按下《Enter》键，此时将显示client.py窗口发送消息，并提示server.py窗口输入内容，如图所示：


  当输入“byebye”时，结束对话，如图所示：

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