python 网络编程 TCP和UDP

基础知识：

       TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC 793定义。在简化的计算机网络OSI模型中，它完成第四层传输层所指定的功能，用户数据报协议（UDP）是同一层内^[1] 另一个重要的传输协议。在因特网协议族（Internet protocol suite）中，TCP层是位于IP层之上，应用层之下的中间层。不同主机的应用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接，但是IP层不提供这样的流机制，而是提供不可靠的包交换。

应用层向TCP层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流，然后TCP把数据流分区成适当长度的报文段（通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传输单元（^[1] MTU）的限制）。之后TCP把结果包传给IP层，由它来通过网络将包传送给接收端实体^[1] 的TCP层。TCP为了保证不发生丢包，就给每个包一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的包发回一个相应的确认（ACK）；如果发送端实体在合理的往返时延（RTT）内未收到确认，那么对应的数据包就被假设为已丢失将会被进行重传。TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误；在发送和接收时都要计算校验和。

          UDP 是User Datagram Protocol的简称， 中文名是用户数据报协议，是OSI（Open System Interconnection，开放式系统互联） 参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务，IETF RFC 768是UDP的正式规范。UDP在IP报文的协议号是17。

UDP协议全称是用户数据报协议^[1] ，在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包，是一种无连接的协议。在OSI模型中，在第四层——传输层，处于IP协议的上一层。UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点，也就是说，当报文发送之后，是无法得知其是否安全完整到达的。UDP用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。UDP协议从问世至今已经被使用了很多年，虽然其最初的光彩已经被一些类似协议所掩盖，但是即使是在今天UDP仍然不失为一项非常实用和可行的网络传输层协议。

与所熟知的TCP（传输控制协议）协议一样，UDP协议直接位于IP（网际协议）协议的顶层。根据OSI（开放系统互连）参考模型，UDP和TCP都属于传输层协议。UDP协议的主要作用是将网络数据流量压缩成数据包的形式。一个典型的数据包就是一个二进制数据的传输单位。每一个数据包的前8个字节用来包含报头信息，剩余字节则用来包含具体的传输数据。
   socket  模块是网络编程中的基础组件。socket 主要的作用就是作为两个程序之间的“通信信道”，不同进程(不同主机)可以通过socket相互发送信息，以达到网络通信的目的。socket 包括两个部分：服务端和客户端。服务端监听端口号，等待客户端发送的消息；而客户端在需要发送信息是，连接服务端，将信息发送出去即可。
        
  TCP-Server

<span style="font-size:10px;"># -*- coding: utf-8 -*-# TCP-Serverimport socket# 1. 创建 socket 对象s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)# 2. 将 socket 绑定到指定地址address = ('127.0.0.1', 10140) s.bind(address)# 3. 接收连接请求s.listen(5)# 4. 等待客户请求一个连接# 调用 accept 方法时，socket 会进入 "waiting" 状态。# accept方法返回一个含有两个元素的元组 (connection, address)。# 第一个元素 connection 是新的 socket 对象，服务器必须通过它与客户通信；# 第二个元素 address 是客户的 Internet 地址。ss, addr = s.accept()print 'got connect from', addr# 5. 处理：服务器和客户端通过 send 和 recv 方法通信# send 方法返回已发送的字节个数。# 调用 recv 时，服务器必须指定一个整数，它对应于可通过本次方法调用来接收的最大数据量。# recv方法在接收数据时会进入 "blocked" 状态，最后返回一个字符 串，用它表示收到的数据。# 如果发送的数据量超过了recv 所允许的，数据会被截短。# 多余的数据将缓冲于接收端。以后调用recv时，多余的数据会从缓冲区删除。while True:    ra = ss.recv(512)    print 'client:', ra    ss.send('received')# 6. 传输结束，关闭连接ss.close()s.close()</span>

TCP-client

<span style="font-size:10px;"># -*- coding: utf-8 -*-# TCP-Clientimport socketaddress = ('127.0.0.1', 10140)s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)s.connect(address)while True:    message = raw_input()    if not message:        break    s.send(message)    data = s.recv(512)    print 'server:', datas.close()</span>

UDP-server

<span style="font-size:10px;"># -*- coding: utf-8 -*-# UDP-Serverimport socketaddress = ('127.0.0.1', 10141)s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)s.bind(address)while True:    data, addr = s.recvfrom(2048)    print "received:", data, "from", addrs.close()</span>

UDP-client

<span style="font-size:10px;"># -*- coding: utf-8 -*-# UDP-Clientimport socket    address = ('127.0.0.1', 10141)  s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)    while True:      message = raw_input()      if not message:          break      s.sendto(message, address)    s.close()</span>

常见问题：先开服务端，确定端口号是否被占用。然后再开客户就可以即时通信了，如果出现

Traceback (most recent call last):  File "C:\Users\wuzuo\Desktop\python\tcp-Server.py", line 11, in <module>    s.bind(address)  File "C:\Python27\lib\socket.py", line 228, in meth    return getattr(self._sock,name)(*args)error: [Errno 10048] 通常每个套接字地址(协议/网络地址/端口)

说明端口被占用，用命令行终端查看pid状态

在任务管理器去关闭即可
注意：在shell运行不能兼顾二个进程，可同时开启二个doc窗口，进行通信
以下试运行结果