TCP/UDP协议通信--Python高级

灰太狼 2021-11-04 10:08 358阅读 0赞

## Python高级 ##

#### 基于UDP协议通信 ####

特点：无连接(即不需要先建立连接)，传输不可靠（丢包，乱序，但概率比较低，随着一些路由器等设备的提升，这种概率变得更低），尽力而为，通信过程和手机短信通信类似，但传输效率非常高(即通信速度很快)，

使用UDP协议发送的数据包可能后发的数据包比先发的数据包先到，但概率比较低

通信实现步骤：

1.创建套接字(Socket)：相当于买部手机，调用Socket，返回值是个对象

2.给套接字绑定地址：相当于给手机上号，即给自己准备的地址(IP和端口号)，客户端程序可以省略这一步（采用隐式绑定）

3.通过套接字收发数据：相当于通过手机收发短信

4.关闭套接字，相当于关闭手机

#### 基于TCP协议通信 ####

特点：面向连接，传输可靠(差错校验，重传，拥塞控制，失序处理)，通信过程和用手机打电话类似，但传输效率低(即通信速度慢)，

为什么可靠：有校验数据的功能(即差错校验)，校验时如果与你发过来的不一样，会要求你重传，拥塞控制，失序处理，当数据包进行切割，当后面的数据包先到时会让其在缓冲区等待，等前面的数据包都到达了再一起交给进程

TCP的客户端和服务器是不对等的

TCP服务器(相当于接电话的人)的实现步骤：

1.创建（监听）套接字，相当于买部手机

2.给套接字绑定地址，相当于给手机上号

3.将套接字设置为监听状态，相当于把手机设置为待机状态

4.接受客户端连接请求（返回一个对应的连接套接字），相当于接受其他人的来电请求

5.收发数据，相当于互相通话

6.通信结束关闭套接字（即断开连接），相当于通话结束挂机

7.关闭监听套接字，相当于关机

TCP客户端(相当于打电话的人)的实现步骤：

1.创建套件字，相当于买部手机

2.给手机绑定地址，可以省略这一步(隐式绑定)，相当于给手机上号

3.连接服务器，相当于拨打其它人电话

4.收发数据，相当于互相通话

5.关闭套接字，即断开连接吗，相当于挂断电话

#### 基于UDP协议通信的特点 ####

以数据包为单位进行收发的，即每次调用send或sendto就会发出一个数据包(建议单词发送的数据不要超过548字节)， 每次调用recvfrom就会接收一个数据包，如果一个只接收了数据包中的一部分份数据，剩下的数据将会丢失

UDP协议内没有提供流量控制功能，当发送方发送了很多数据包，而接收方没有接收处理，就会导致网络接收缓冲区满了，无法再容纳接收的数据包，从而导致丢包

#### 基于TCP协议通信的特点 ####

流式传输， 存在粘包现象，内部具有流量控制和差错校验功能，当接收方没有及时接收处理数据导致网络接收缓冲区满了，TCP协议内部会通知发送方，让其暂停继续发送数据，即send会阻塞调用线程， 当接收方的网络接收缓冲区有空闲空间了就会自动恢复发送操作

send函数就是将我们要发送的数据放到网络发送缓冲区中而已，所以不要通过它的成功执行判断对方成功接收到数据，要想准确判断对方成功接收到我们发送的数据，最好是让接收方接收到数据后给发送发回复一个确认消息

粘包现象产生的原因：

1.TCP协议内部的默认优化机制，在我们调用send发送一份数据时，其实TCP协议并不会立即将这份数据打包发送到网络上去，只是将这份数据放到网络发送缓冲区中排队等候发送，并且会等待一小段时间，如果在等待期间又调用send发送数据，它同样会继续将这份数据放到网络发送缓冲中排队等候处理，如果在等待期间没有调用send发送数据，它就会将网络发送缓冲区中的所有数据打包发送

2.如果接受方没有及时接收处理数据，发送过来的多个数据包将会在网络接收缓冲区中粘连在一起， 无法区分出不同数据包的界限

粘包问题解决方法：

1.取消TCP协议内部的优化机制，不建议采用，很弱智

2.增加调用send函数的时间间隔，不建议采用，很弱智

3.应答式通信，

4.给发送的数据前面加上包头(表示待发送数据的描述信息， 比如数据的长度，哈希值，名称等)

文件传输通信协议（命名azhe协议）设计：

1.基于TCP协议

2.客户端连接服务器成功后，客户端不发送任何消息，服务器端首先将一个文件的描述信息（定长包头，长度为247B）发送给客户端，紧接着发送文件数据给客户端，发完文件数据后断开连接

3.文件描述信息结构为：文件名(200B，不足则在右边填充空格，UTF-8编码) + 文件大小(15B，不足则在右边填充空格) + 文件MD5值(32B，大写形式)

UDP数据包最好控制548字节以内就不会拆包

TCP粘包现象，tcp不会一个包一个包的发送，收到包后会等待，短时间内如果再接收到包，就会将它们粘在一起然后一起发送