Python基础篇 - 网络编程 - 协议 - TCP

在文章Python基础篇 - 网络编程 - 协议 - socket中，介绍了IP与端口、通信端点-socket套接字与协议的关系，以及对协议的概念解释。前面提到过，IP相当于地址、端口相当于房间号，设备交流依托通信端点socket绑定IP和端口，在socket对象中遵循相关协议，从而完成通信。Python基础篇 - 网络编程 - 协议 - UDP介绍了传输层的UDP协议。今天要介绍的协议是传输层两大协议之TCP。

一.协议-TCP

TCP(Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，这与UDP的无连接通信是显著不同的。TCP协议的运行可划分为三个阶段：连接建立、数据传送和连接终止。

 1. 面向连接

通信前必须建立专属通道，不像UDP协议直接发包。

  2. 可靠传输

自带确认应答机制，丢包会重传，数据100%送达。

 3. 有序传输

自动排序，不会出现数据乱序问题。

  4. 粘包

发送粘包：连续发送多条短数据，系统自动合并发送。

接收粘包：接收缓冲区堆积数据，一次读取多条内容。

  TCP是面向连接的传输协议，那如何去建立连接、传输数据、断开连接呢？ 其底层核心原理依靠的就是著名的三次握手、四次挥手机制。

1、三次握手（建立连接）

目的：双向确认客户端和服务端的收发能力都正常，安全建立专属通信通道。

第一次握手：客户端→服务端（我要建立连接）。

第二次握手：服务端→客户端（收到请求，我准备好了）。

第三次握手：客户端→服务端（我也准备好了，连接正式建立）。

通俗点：你问我、我答你、你确认，双方互通，正式连通。

2、四次挥手（断开连接）

目的：优雅断开连接，确保双方数据全部传输完毕，不丢数据。

第一次挥手：主动方告知对方，我没有数据要发了。

第二次挥手：被动方确认收到，停止接收新数据。

第三次挥手：被动方数据传输完毕，告知对方可以断开。

第四次挥手：主动方确认，连接彻底断开。

TCP读写通道是独立的，因此断开需要四次交互，保证数据完全落地。

三.协议-TCP-简单案例

 TCP服务端

import socket# 1.创建TCP套接字，SOCK_STREAM代表TCP协议tcp_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)# 2.绑定IP和端口tcp_server.bind(("127.0.0.1", 8888))# 3.开启监听tcp_server.listen(5)print("服务端已启动，等待客户端连接...")# 4.等待客户端连接conn, addr = tcp_server.accept()print(f"客户端{addr}已连接")# 5.循环收发数据while True:    # 1024为缓冲区大小：单次最大接收1024字节    data = conn.recv(1024)    if not data:        break    print("收到客户端数据：", data.decode("utf-8"))    # 回复数据    conn.send("收到！".encode("utf-8"))# 关闭连接conn.close()tcp_server.close()

  TCP客户端

import socket# 1.同样创建TCP套接字，SOCK_STREAM - TCPtcp_client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)# 2.连接服务端tcp_client.connect(("127.0.0.1", 8888))# 3.发送数据tcp_client.send("Hello TCP！".encode("utf-8"))# 4.接收回复res = tcp_client.recv(1024)print("服务端回复：", res.decode("utf-8"))# 关闭连接tcp_client.close()