网络编程基础知识总结：Socket与TCP通信

目录

1. 基本概念

2. 操作方法

2.1 服务端操作流程

2.2客户端操作流程

2.3使用说明

3.注意事项

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1. 基本概念

• Socket：网络通信的端点，是应用层与TCP/IP协议族通信的中间抽象层。它提供了统一的接口供应用程序进行网络通信。
• TCP（传输控制协议）：面向连接的协议，保证数据传输的可靠性，数据有序且无丢失。
• TCP Socket：基于TCP协议的网络通信套接字，用于实现可靠的面向连接的数据传输。

2. 操作方法

2.1 服务端操作流程

1.创建套接字：

socket.socket(family=AF_INET, type=SOCK_STREAM, proto=0, fileno=None)

family（地址族）

• socket.AF_INET：IPv4，最常用
• socket.AF_INET6：IPv6
• socket.AF_UNIX：Unix域套接字（仅限Unix/Linux）

type（套接字类型）

• socket.SOCK_STREAM：面向连接的TCP协议
• socket.SOCK_DGRAM：无连接的UDP协议
• proto：协议编号，通常为0自动选择
• fileno：文件描述符，通常不使用

2.绑定地址和端口

bind((host, port))

3.监听连接

listen(backlog)

• backlog：最大等待连接数，决定操作系统为该套接字排队的最大连接数

4.接收连接

conn, addr = accept()

• 返回一个新的套接字conn用于和客户端通信
• addr是客户端地址（IP和端口）

5.接收数据

data = conn.recv(bufsize)

• 接收二进制数据，需要用decode()转换为字符串

6.发送数据

conn.send(data)

• 发送数据前需用encode()编码成二进制
• 回声发送：收到客户端消息后，再发回给客户端（echo）

7.关闭连接

conn.close()

• 关闭和客户端的通信连接

8.服务端总体代码（server.py）

import socketdef start_server():server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)server_socket.bind(('127.0.0.1', 8888)) server_socket.listen(5)print("服务器启动，等待客户端连接...")while True:conn, addr = server_socket.accept()print(f"客户端{addr}已连接")try:data = conn.recv(1024)if not data:print("客户端关闭连接")conn.close()continueprint(f"收到客户端消息: {data.decode()}")response = "服务器已收到消息"conn.send(response.encode())except Exception as e:print(f"通信异常: {e}")finally:conn.close()print(f"与客户端{addr}的连接已关闭")if __name__ == "__main__":start_server()

2.2客户端操作流程

1.创建套接字

socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_STREAM)

• family：地址族，常用参数
  • socket.AF_INET：IPv4（最常用）
  • socket.AF_INET6：IPv6
• type：套接字类型
  • socket.SOCK_STREAM：面向连接的TCP协议
  • socket.SOCK_DGRAM：无连接的UDP协议

2.连接服务器

connect((host, port))

• host：服务器IP地址或域名，例如 '127.0.0.1' 或 'www.example.com'
• port：服务器监听的端口号，整数类型，如 12345

3.发生数据

send(data)

• data：要发送的字节数据，必须是bytes类型
• 如果发送字符串，需要先用encode()转换为字节流
• 例如：client_socket.send("hello".encode())

4.接收数据

recv(bufsize)

• bufsize：每次接收的最大字节数，整数，如 1024、2048
• 返回值是bytes类型，需要用decode()转换为字符串
• 示例：data = client_socket.recv(1024)

5.关闭连接

close()

6.客户端总体代码（client.py）

import socketdef start_client():client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)server_ip = '127.0.0.1'  # 服务端IP，若服务端在远程机器，改成对应IPserver_port = 8888try:client_socket.connect((server_ip, server_port))message = "你好，服务器！"client_socket.send(message.encode())data = client_socket.recv(1024)print(f"收到服务器回复: {data.decode()}")except Exception as e:print(f"连接或通信异常: {e}")finally:client_socket.close()print("客户端连接关闭")if __name__ == "__main__":start_client()

2.3使用说明

1. 先运行服务端脚本 python server.py，服务端开始监听。
2. 再运行客户端脚本 python client.py，客户端连接服务端并发送消息。
3. 服务端收到消息后打印并回复，客户端接收回复并打印。
4. 双方通信完成后关闭连接。

3.注意事项

• 数据格式转换

  • 发送和接收的数据是二进制流，字符串需要encode()和decode()
  • 复杂Python对象（如字典、列表等）需要序列化（转换为字节流）
    • 推荐使用json模块（跨语言，文本格式）
    • 或pickle模块（Python专用，二进制格式）

• 多客户端处理

  • 服务端通常通过循环调用accept()接收多个客户端连接
  • 也可以使用多线程、多进程或异步IO来同时处理多个连接

• 异常处理

  • 网络通信容易出错，需要捕获异常（如连接中断、超时等）保证程序健壮

• 关闭顺序

  • 先关闭客户端连接套接字conn，服务器监听套接字server_socket一般在程序结束时关闭