【Python】TCP與UDP編程

Socket是網絡編程的一個抽象概念。通常我們用一個Socket表示“打開了一個網絡鏈接”，而打開一個Socket需要知道目標計算機的IP地址和端口號，再指定協議類型即可。

客戶端

操作步驟

1. 創建socket
2. 建立連接
3. 接收服務端數據
4. 發送數據
5. 斷開連接

# 客戶端代碼
import socket
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 建立連接:
s.connect(('127.0.0.1', 9999))
# 接收歡迎消息:
print(s.recv(1024).decode('utf-8'))
for data in [b'Michael', b'Tracy', b'Sarah']:
    # 發送數據:
    s.send(data)
    print(s.recv(1024).decode('utf-8'))
s.send(b'exit')
s.close()

服務端

操作步驟

1. 創建socket
2. 綁定監聽端口
3. 多線程接收客戶端連接
4. 數據接收與發送

import socket,threading,time
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 監聽端口:
s.bind(('127.0.0.1', 9999))

s.listen(5)
print('Waiting for connection...')

# 每個連接都必須創建新線程（或進程）來處理，
# 否則，單線程在處理連接的過程中，無法接受其他客戶端的連接：
def tcplink(sock, addr):
    print('Accept new connection from %s:%s...' % addr)
    sock.send(b'Welcome!')
    while True:
        data = sock.recv(1024)
        time.sleep(1)
        if not data or data.decode('utf-8') == 'exit':
            break
        sock.send(('Hello, %s!' % data.decode('utf-8')).encode('utf-8'))
    sock.close()
    print('Connection from %s:%s closed.' % addr)
    
while True:
    # 接受一個新連接:
    sock, addr = s.accept()
    # 創建新線程來處理TCP連接:
    t = threading.Thread(target=tcplink, args=(sock, addr))
    t.start()

運行截圖

服務端：

客戶端：

UDP

TCP是建立可靠連接，並且通信雙方都可以以流的形式發送數據。相對TCP，UDP則是面向無連接的協議。

使用UDP協議時，不需要建立連接，只需要知道對方的IP地址和端口號，就可以直接發數據包。但是，能不能到達就不知道了。

雖然用UDP傳輸數據不可靠，但它的優點是和TCP比，速度快，對於不要求可靠到達的數據，就可以使用UDP協議。

我們來看看如何通過UDP協議傳輸數據。和TCP類似，使用UDP的通信雙方也分爲客戶端和服務器。服務器首先需要綁定端口：

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
# 綁定端口:
s.bind(('127.0.0.1', 9999))

創建Socket時，SOCK_DGRAM指定了這個Socket的類型是UDP。綁定端口和TCP一樣，但是不需要調用listen()方法，而是直接接收來自任何客戶端的數據：

print('Bind UDP on 9999...')
while True:
    # 接收數據:
    data, addr = s.recvfrom(1024)
    print('Received from %s:%s.' % addr)
    s.sendto(b'Hello, %s!' % data, addr)

recvfrom()方法返回數據和客戶端的地址與端口，這樣，服務器收到數據後，直接調用sendto()就可以把數據用UDP發給客戶端。

客戶端使用UDP時，首先仍然創建基於UDP的Socket，然後，不需要調用connect()，直接通過sendto()給服務器發數據：

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
for data in [b'Michael', b'Tracy', b'Sarah']:
    # 發送數據:
    s.sendto(data, ('127.0.0.1', 9999))
    # 接收數據:
    print(s.recv(1024).decode('utf-8'))
s.close()

從服務器接收數據仍然調用recv()方法。