Python之网络编程（TCP套接字与UDP套接字）

梦里梦外; 2023-05-28 14:24 75阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *   *  基于tcp的套接字
         *   *   *  实现目标
                 *  tcp服务端源码
                 *  tcp客户端源码
                 *  tcp效果实现
         *  基于udp的套接字
         *   *   *  udp作用介绍
                 *  udp服务端源码
                 *  udp客户端源码
                 *  udp效果实现
                 *  用udp实现一个时间接收器

*本篇文章继续研究Socket编程，上篇文章：[Python之网络编程（socket基础）][Python_socket]已经详细介绍过Socket编程的基础知识，其中也包括了tcp协议的工作流程。本篇就通过小案例继续分析tcp与udp的用法及功能*

### 基于tcp的套接字 ###

##### 实现目标 #####

（1）循环多链接并且循环收发消息  
（2）可服务多个客户端，并且不断与客户端收发消息（但不可同时服务多个客户端，下文中的udp协议可以做到同时服务多个客户端）

##### tcp服务端源码 #####

from socket import *
    
    ip_port = ('192.168.43.247',8080)  #记录ip地址
    back_log = 5
    buffer_size = 1024
    
    tcp_server = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    
    #规定服务端可以重新使用ip地址
    tcp_server.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
    
    tcp_server.bind(ip_port)  #绑定IP地址
    tcp_server.listen(back_log)  #监听信号
    
    #实现循环接收多链接，同时服务多个客户端
    while True:
        #该语句用来表明状态
        print('================服务端开始运行了================')
        
        conn,addr = tcp_server.accept()  #接收对方的链接和地址
        print('双向链接是：',conn)
        print('客户端地址是：',addr)
    
        #实现循环收发消息
        while True:
            try:  #用异常处理来解决当服务端断开以后，跳出上一个链接的循环
                data = conn.recv(buffer_size)  #buffer_size默认参数,接收消息
                print('客户端发来的消息是：',data.decode('utf-8'))  #接收到的消息要解码
                conn.send(data.upper())  #把收到的消息变成大写
            except Exception :
                break
        conn.close()  #循环一个链接后就关闭这个链接
    
    
    tcp_server.close()  #关闭socket对象

##### tcp客户端源码 #####

from socket import *
    
    ip_port = ('192.168.43.247',8080)  #记录ip地址
    back_log = 5
    buffer_size = 1024
    
    tcp_client = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    tcp_client.connect(ip_port)
    
    #实现循环发收消息
    while True:
        msg = input('请输入>>>').strip()  #去除输入中的空格
        if not msg:continue  #如果为空字符（没有输入），就重新输入
        tcp_client.send(msg.encode('utf-8'))  #发消息
        print('客户端已发送出消息!')  #接收到的消息要解码
        #接收消息
        data = tcp_client.recv(buffer_size)  #buffer_size=1024默认参数，表示字节格式
        print('服务端发回的消息是：',data.decode('utf-8'))
    
    tcp_client.close()  #关闭socket对象

##### tcp效果实现 #####

tcp服务端：  
![tcp服务端][tcp]  
tcp客户端：  
![tcp客户端][tcp 1]

### 基于udp的套接字 ###

##### udp作用介绍 #####

（1）**udp是**一种没有链接的套接字，腾讯QQ就是根据udp协议通信的。

（2）**为何udp套接字的服务端不需要获取对方的链接？**  
====>因为客户端每次发消息时都会指定发给哪个服务端

（3）**recv与recvfrom的区别**  
recv在自己这端的缓冲区为空时，会阻断  
recvfrom在自己这端的缓冲区为空时，就收一个空

（4）**udp服务端的并行不冲突**  
udp服务端可以直接与多个客户端建立通信，不会冲突；  
而tcp服务端不能直接实现并发的效果，需要特殊处理，否则只能同时服务一个客户端  
**原因：** udp不需要建立链接，客户端每次收发都是指定好了发给哪个服务端的地址

##### udp服务端源码 #####

from socket import *
    
    ip_port = ('192.168.43.247',8080)
    buffer_size = 1024  #表示字节形式
    
    udp_server = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)  #SOCK_DGRAM是数据报套接字，即udp套接字
    udp_server.bind(ip_port)
    
    #因为不需要链接，所以可以直接进入循环
    while True:
        #接收消息
        data,addr = udp_server.recvfrom(buffer_size)  #把内容赋给data,地址和端口赋给addr
        print('从客户端收到的消息是：',data)
    
        #data = udp_server.recvfrom(buffer_size)
        #这样的data是一个元组，里面包括了，内容，服务端的ip地址，服务端的端口
    
        #服务端发回客户端消息
        udp_server.sendto(data.upper(),addr)  #addr是对方的地址和端口

##### udp客户端源码 #####

from socket import *
    
    ip_port = ('192.168.43.247',8080)
    buffer_size = 1024  #表示字节形式
    
    udp_client = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)  #SOCK_DGRAM是数据报套接字，即udp套接字
    
    #开始循环收发消息
    while True:
        msg = input('请输入>>>')  #指定输入消息
        udp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)
        #udp套接字需要用sendto发消息，第一个参数是消息内容，第二个参数是服务端的ip地址
        #这样就可以让客户端每次都发给指定的服务端，而服务端不需要获取客户端的链接
    
        #客户端接收消息
        data,addr = udp_client.recvfrom(buffer_size)  #以字节形式接收消息
        #因为收到的是一个元组，所以把内容赋给data,地址赋给addr
        print(data.decode('utf-8'))  #解码并输出消息

##### udp效果实现 #####

客户端：  
![udp客户端][udp]  
客户端并发：  
![客户端并发][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1ZpZXdpbmZpbml0ZWx5_size_16_color_FFFFFF_t_70]

##### 用udp实现一个时间接收器 #####

每发送一次请求就返回一个时间  
![时间接收器][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1ZpZXdpbmZpbml0ZWx5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
*原理就是上文的udp服务端与客户端代码，文章里传上了py文件，需要的请自行下载*

[Python_socket]: https://blog.csdn.net/Viewinfinitely/article/details/104992635
[tcp]: /images/20230528/b4e9af40a36d40cd97dd90989f3a0fb1.png
[tcp 1]: /images/20230528/56df0e365b284a68a64dca828b6868f0.png
[udp]: /images/20230528/af6910c1c9ba4089949da5af53e0181a.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1ZpZXdpbmZpbml0ZWx5_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230528/0ba8304e83cb41b3844a6b9821be537d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1ZpZXdpbmZpbml0ZWx5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20230528/87c571ac745a4d21aa65ea1e5bad976b.png