30.1. 企業級開發進階2.1：TCP程式設計

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農曆五月初二 宜 抽菸 抽菸有利於提神，增加思維敏捷 晚上加班 晚上是程式設計師精神最好的時候

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座位朝向：面向南方寫程式，BUG 最少。 今日宜飲：果味汽水，運動飲料 女神親近指數：★★★★☆

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廢話少說，進入正題，這節課開始我們學習基於TCP協議的網路程式設計

** 本節內容如下** * 什麼是TCP協議 * TCP網路程式設計——服務端程式開發 * TCP網路程式設計——客戶端程式開發

1. 關於TCP協議那點事兒

TCP協議是一種面向連線、保證資料傳輸的高可靠性的，一對一的傳輸層協議

TCP協議保證連線的可靠性是通過它的通訊特徵來確定的：首先保證正確建立可靠的連線，主要通過三次通訊握手來確定；其次保證資料包的數量和順序不會丟失和錯亂，如果發現資料包傳送失敗會重新傳送；第三當連線終止時，連線雙方都需要獨立關閉自己的連線，通過四次揮手確定連線斷開。

從上面的操作過程我們可以發現一個規律，伺服器端總是處於等待狀態，客戶端會主動發起和伺服器的連線，通過三次握手建立可靠的連線並進行資料的傳輸。一直到最後客戶端發起關閉連線請求，經過四次揮手操作斷開和伺服器之間的連線

所以正常情況下， TCP網路程式設計一般是首先開發服務端程式，然後開發客戶端程式。

2. TCP服務端程式設計

python中的網路程式設計，就類似生活中將兩臺PC用網線連線起來一樣，網線表示網路，需要水晶頭將網線連線到電腦上才能正常的操作；python提供了這樣的水晶頭：套接字（socket）

2.1 API解析

• socket模組：TCP網路程式設計，需要引入這個模組

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• socket()：socket模組中的socket()物件，可以用於建立套接字：socket(family, type)
  • 引數family：連線的IP地址型別，socket.AF_INET表示的是IPv4的地址，socket.AF_INET6表示的是IPv6的地址
  • 引數type：連線資料傳輸型別，使用socket.SOCK_STREAM表示使用流協議（TCP）
  • 返回值：一旦建立成功，返回一個套接字物件，姑且命名為sc

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• bind()：用於將套接字和主機IP以及埠號Port進行繫結，就是上面例圖中將網線插到電腦上 bind()是socket物件的方法，可以直接通過socket物件呼叫 bind()方法只接受一個元組型別的引數，將ip地址和埠填寫進去即可 sc.bind(（"192.168.1.1", 8080）)

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• listener(count)：監聽連線的方法，一般在服務端程式設計中使用，呼叫socket物件的listener()方法，就會讓伺服器程式處於等待客戶端連線
  • 引數count：一個整數資料，表示允許最大的連線數量

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• accept()：接收客戶端的連線，這是一個阻塞方法，一旦程式執行到accept()方法，就會處於等待狀態不繼續執行，一直到有客戶端連線進來才會繼續執行程式

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• recv()：用於接收遠端套接字物件傳送的資料
  • 返回值：遠端套接字傳送的資料

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• sendall(data)：用於向遠端主機傳送資料

  * 引數data：用於傳送的資料

• close()：套接字的關閉方法，通訊完畢之後，一定要記得關閉和伺服器之間的TCP連線，釋放資源。

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2.2 TCP服務端程式編寫

服務端程式開發，首先建立服務端程式的套接字物件，將套接字物件跟伺服器IP地址和埠進行繫結；其次開始設定啟動監聽，等待客戶端的連線；如果客戶端一旦連線進來，就可以和客戶端之間進行資料的收發操作；最後執行完成，關閉套接字

service.py程式碼如下： ```

import socket

# 建立服務端套接字
sc = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 繫結服務端IP地址和埠
sc.bind(("192.168.10.115", 8888))

# 開始監聽
sc.listen(10)

# 等待連線
print("服務端程式啟動完成，等待連線中...")
conn, addr = sc.accept()
print("客戶端%s連線成功" % str(addr))

# 向客戶端傳送訊息
conn.sendall("你好，客戶端，我是伺服器".encode("utf-8"))

# 關閉和這個客戶端的套接字
conn.close()

```

執行上面的程式，我們會看到如下的等待介面：

此時，我們通過telnet來訪問以下這個ip和對應的埠，會發現伺服器給我們傳送了資料 同時我們執行的服務端也接收到了使用者的請求

2.3 TCP客戶端程式編寫

相對於服務端程式設計，客戶端程式設計就變得比較簡單了，我們通過 建立客戶端套接字物件，通過呼叫套接字物件的connect(ip, port)方法連線指定ip和埠port的伺服器，然後和伺服器之間進行資料通訊，通訊完畢關閉客戶端套接字。

client.py程式碼如下： ```

import socket

sc = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

sc.connect(("192.168.10.115", 8888))

msg = sc.recv(1024)
print("接收到伺服器的歡迎訊息:" + msg.decode("utf-8"))

sc.sendall("你好伺服器".encode("utf-8"))

sc.close()

```

執行前面開發的伺服器端程式

執行客戶端程式，接收到伺服器的資料：

以上，就是我們在進行TCP網路程式設計時的服務端程式設計和客戶端程式設計的方式，下一節中我們使用TCP程式設計來開發一個簡易的對講機程式，實現服務端和客戶端的資料通訊