1.TCP簡介

1.1TCP介紹

TCP協議，傳輸控制協議（英語：Transmission Control Protocol，縮寫為 TCP）是一種面向連線的、可靠的、基於位元組流的傳輸層通訊協議，由IETF的RFC 793定義。

TCP通訊需要經過建立連線、資料傳送、終止連線三個步驟。

TCP通訊模型中，在通訊開始之前，一定要先建立相關的連結，才能傳送資料，類似於生活中，“打電話”"

1.2TCP特點

1.2.1面向連線

通訊雙方必須先建立連線才能進行資料的傳輸，雙方都必須為該連線分配必要的系統核心資源，以管理連線的狀態和連線上的傳輸。

雙方間的資料傳輸都可以通過這一個連線進行。

完成資料交換後，雙方必須斷開此連線，以釋放系統資源。

這種連線是一對一的，因此TCP不適用於廣播的應用程式，基於廣播的應用程式請使用UDP協議。

1.2.2可靠傳輸

1）TCP採用傳送應答機制

TCP傳送的每個報文段都必須得到接受方的應答才認為這個TCP報文段傳輸成功

2）超時重傳

傳送端發出一個報文段之後就啟動定時器，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。然後接收端實體對已成功收到的包發回一個相應的確認（ACK）；如果傳送端實體在合理的往返時延（RTT）內未收到確認，那麼對應的資料包就被假設為已丟失將會被進行重傳。

3）錯誤校驗

TCP用一個校驗和函式來校驗資料是否有錯誤；在傳送和接收時都要計算 校驗和。

4）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

面向連線（確認有建立三方交握，連線已建立才作傳輸。）
有序資料傳輸
重發丟失的資料包
捨棄重複的資料包
無差錯的資料傳輸
阻塞/流量控制

udp通訊模型

udp通訊模型中，在通訊開始之前，不需要建立相關的連結，只需要傳送資料即可，類似於生活中，“寫信”"


TCP通訊模型

udp通訊模型中，在通訊開始之前，一定要先建立相關的連結，才能傳送資料，類似於生活中，“打電話”"

tcp客戶端，並不是像之前一個段子：一個顧客去飯館吃飯，這個顧客要點菜，就問服務員咱們飯店有客戶端麼，然後這個服務員非常客氣的說道：先生 我們飯店不用客戶端，我們直接送到您的餐桌上。

如果，不學習網路的知識是不是 說不定也會發生那樣的笑話 ，哈哈。

所謂的伺服器端：就是提供服務的一方，而客戶端，就是需要被服務的一方。

TCP客戶端構建流程

tcp的客戶端要比伺服器端簡單很多，如果說伺服器端是需要自己買手機、查手機卡、設定鈴聲、等待別人打電話流程的話，那麼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。

示例程式碼：
from socket import *
#建立socket
tcp_client_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

#目的資訊
server_ip = input(“請輸入伺服器ip:”)
server_port = int(input(“請輸入伺服器port:”))

#連結伺服器
tcp_client_socket.connect((server_ip, server_port))

#提示使用者輸入資料
send_data = input(“請輸入要傳送的資料：”)

tcp_client_socket.send(send_data.encode(“gbk”))

#接收對方傳送過來的資料，最大接收1024個位元組
recvData = tcp_client_socket.recv(1024)
print(‘接收到的資料為:’, recvData.decode(‘gbk’))

#關閉套接字
tcp_client_socket.close()

執行流程：
<1>tcp客戶端
請輸入伺服器ip:10.10.0.47
請輸入伺服器port:8080
請輸入要傳送的資料：你好啊
接收到的資料為: 我很好，你呢

<2>網路除錯助手：

3.TCP伺服器

生活中的電話機
如果想讓別人能夠打通咱的電話獲取相應服務的話，需要做以下幾件事情：
1.買個手機
2.插上手機卡
3.設計手機為正常接聽狀態
4.靜靜等這別人撥打

TCP伺服器

如同上面的電話機過程一樣，在程式中，如果想要完成一個tcp伺服器的功能，需要的流程如下：
一個簡單的tcp伺服器如下：

from socket import *

#建立socket
tcp_server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

#本地資訊
address = (’’, 7788)

#繫結
tcp_server_socket.bind(address)

#使用socket建立的套接字預設的屬性是主動的，使用listen將其變為被動的，這樣就可以接收別人的連結了
tcp_server_socket.listen(128)

#如果有新的客戶端來連結伺服器，那麼就產生一個新的套接字專門為這個客戶端服務
#client_socket用來為這個客戶端服務
#tcp_server_socket就可以省下來專門等待其他新客戶端的連結
client_socket, clientAddr = tcp_server_socket.accept()

#接收對方傳送過來的資料
recv_data = client_socket.recv(1024) # 接收1024個位元組
print(‘接收到的資料為:’, recv_data.decode(‘gbk’))

#傳送一些資料到客戶端
client_socket.send(“thank you !”.encode(‘gbk’))

#關閉為這個客戶端服務的套接字，只要關閉了，就意味著為不能再為這個客戶端服務了，如果還需要服務，只能再次重新連線
client_socket.close()

執行流程：
<1>tcp伺服器
接收到的資料為：你在麼？

<2>網路除錯助手：

4.TCP注意點

1.tcp伺服器一般情況下都需要繫結，否則客戶端找不到這個伺服器

2.tcp客戶端一般不繫結，因為是主動連結伺服器，所以只要確定好伺服器的ip、port等資訊就好，本地客戶端可以隨機，對於同一個程式可以採用隨機port開啟多個視窗

3.tcp伺服器中通過listen可以將socket創建出來的主動套接字變為被動的，這是做tcp伺服器時必須要做的

4.當客戶端需要連結伺服器時，就需要使用connect進行連結，udp是不需要連結的而是直接傳送，但是tcp必須先連結，只有連結成功才能通訊

5.當一個tcp客戶端連線伺服器時，伺服器端會有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

6.listen後的套接字是被動套接字，用來接收新的客戶端的連結請求的，而accept返回的新套接字是標記這個新客戶端的

7.關閉listen後的套接字意味著被動套接字關閉了，會導致新的客戶端不能夠連結伺服器，但是之前已經連結成功的客戶端正常通訊。

8.關閉accept返回的套接字意味著這個客戶端已經服務完畢

（重要）9.當客戶端的套接字呼叫close後，伺服器端會recv解堵塞，並且返回的長度為0，因此伺服器可以通過返回資料的長度來區別客戶端是否已經下線

5.案例：檔案下載器

總結：流程圖

udp：
socket
bind
sendto/recvfrom
close

tcp client:
socket
connect()
send/recv
close

tcp:
socket
bind()
listen
accept()
recv/send
close