网络-tcp

1.TCP:面向连接可靠的传输协议,全拼:Transmission Control Protocol

2.UDP:用户数据报协议 全拼:User Datagram protocol 不是面向连接的

创建socket就可以直接发送数据,不能保证数据的可靠性,但是速度快

3.TCP的特点

3.1面向连接,间接验证对方地址的有效性

3.2可靠性

3.2.1 应答机制,对方收到数据底层会有回复

3.2.2 超时重传,隔一段时间会给对方重新发送数据,如果对方一直没有回复那么会认为对

方掉线了。

3.2.3错误校验, 发送方发送的数据包和接收方接收的数据包序号不一致,tcp会自动对数据

包进行排序,如果数据包重复则会删除重复的数据包。

3.2.4流量控制,如果对方的网卡缓冲区达到一定上限,发送方就不能再发送数据,等待数据

开始接收完成以后再给其发送数据,保证电脑不被卡死

4.TCP和UDP的不同点:

4.1 tcp是面向连接的, udp不是

4.2 tcp能保证数据的有序和准确性 udp不能保证

4.3 tcp有超时重传 udp没有

4.4 tcp有错误校验机制 udp没有

4.5 tcp舍弃重复数据包的机制 udp没有

4.6 tcp流量控制 udp没有

4.7 tcp适合做文件上传和下载

4.8 udp适合做广播

4.9 udp输出速度比tcp要快,资源开销比tcp少

tcp注意点

  1. tcp服务器一般情况下都需要绑定,否则客户端找不到这个服务器

  2. tcp客户端一般不绑定,因为是主动链接服务器,所以只要确定好服务器的ip、port等信息就好,本地客户端可以随机

  3. tcp服务器中通过listen可以将socket创建出来的主动套接字变为被动的,这是做tcp服务器时必须要做的

  4. 当客户端需要链接服务器时,就需要使用connect进行链接,udp是不需要链接的而是直接发送,但是tcp必须先链接,只有链接成功才能通信

  5. 当一个tcp客户端连接服务器时,服务器端会有1个新的套接字,这个套接字用来标记这个客户端,单独为这个客户端服务

  6. listen后的套接字是被动套接字,用来接收新的客户端的链接请求的,而accept返回的新套接字是标记这个新客户端的

  7. 关闭listen后的套接字意味着被动套接字关闭了,会导致新的客户端不能够链接服务器,但是之前已经链接成功的客户端正常通信。

  8. 关闭accept返回的套接字意味着这个客户端已经服务完毕

  9. 当客户端的套接字调用close后,服务器端会recv解堵塞,并且返回的长度为0,因此服务器可以通过返回数据的长度来区别客户端是否已经下线

TCP建立连接时的底层原理:

标志位

SYN: 表示连接请求 ACK: 表示确认 FIN: 表示关闭连接

序号

seq:表示报文序号 ack: 表示确认序号

三次握手: Clien(客户端) Server(服务端)

(1)第一次握手:Client将标志位SYN置为1,随机产生一个值seq=J,并将该数据包发送给Server,Client进入SYN_SENT状态,等待Server确认。

(2)第二次握手:Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接,Server将标志位SYN和ACK都置为1,ack (number )=J+1,随机产生一个值seq=K,并将该数据包发送给Client以确认连接请求,Server进入SYN_RCVD状态。

(3)第三次握手:Client收到确认后,检查ack是否为J+1,ACK是否为1,如果正确则将标志位ACK置为1,ack=K+1,并将该数据包发送给Server,Server检查ack是否为K+1,ACK是否为1,如果正确则连接建立成功, Client和Server进入ESTABLISHED状态,完成三次握手,随后Client与Server之间可以开始传输数据了。

四次挥手: Clien(客户端) Server(服务端)

(1)第一次挥手:Client发送一个FIN,用来关闭Client到Server的数据传送。

(2)第二次挥手:Server收到FIN后,发送一个ACK给Client,确认序号为收到序号+1。

(3)第三次挥手:Server发送一个FIN,用来关闭Server到Client的数据传送。

(4)第四次挥手:Client收到FIN后,接着发送一个ACK给Server,确认序号为收到序号+1。

TCP短连接、长连接

短连接的操作步骤是:

建立连接——数据传输——关闭连接...建立连接——数据传输——关闭连接

长连接的操作步骤是:

建立连接——数据传输...(保持连接)...数据传输——关闭连接

TCP长/短连接的优点和缺点

  • 长连接可以省去较多的TCP建立和关闭的操作,减少浪费,节约时间。

    对于频繁请求资源的客户来说,较适用长连接。

  • client与server之间的连接如果一直不关闭的话,会存在一个问题,

    随着客户端连接越来越多,server早晚有扛不住的时候,这时候server端需要采取一些策略,

    如关闭一些长时间没有读写事件发生的连接,这样可以避免一些恶意连接导致server端服务受损;

    如果条件再允许就可以以客户分分分发端机器为颗粒度,限制每个客户端的最大长连接数,

    这样可以完全避免某个蛋疼的客户端连累后端服务。

  • 短连接对于服务器来说管理较为简单,存在的连接都是有用的连接,不需要额外的控制手段。

  • 但如果客户请求频繁,将在TCP的建立和关闭操作上浪费时间和带宽。

导入模块名:import socket

创建tcp-socket:socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

(套接字)变量名.connect:建立连接和服务端

(套接字)变量名.bind():绑定端口号

(套接字)变量名.listen():设置监听,最大等待连接数

(套接字)变量名.send():发送数据

(套接字)变量名.recv():阻塞程序,接收数据,等待接收到数据以后才能继续往下执行

(套接字)变量名.close():关闭套接字

(套接字)变量名.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True) :程序退出后端口号释放

.encode():编码,字符串转化为二进制数据

.decode():编码,二进制数据转化为字符串

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