Python TCP编程

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树莓派 Python TCP编程
TCP协议是网络通信领域使用最广泛的协议之一。
和其他Linux下的编程方式一样，Python的TCP通信也可以基于Socket方式实现。TCP通信协议通过建立连接和应答来保证通信质量，它将通信设备分为Server和Client，两者的操作方式也有些区别。
1. TCP Server和Client
Server基本流程为：创建Socket -> 绑定IP和端口 -> 在绑定的IP和端口上监听连接请求 -> 接受Client发出的连接请求 -> 收发收据 -> 关闭连接。
下面是一个简单的例子，实现了基本的TCP Server功能。
import socketimport timeimport sys HOST_IP = "137.58.230.162"HOST_PORT = 7654 #创建Socket，SOCK_STREAM表示类型为TCPprint("Starting socket: TCP...")socket_tcp = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) #绑定IP和端口，并进行监听#137.58.230.162为本机IP，端口为7654print("TCP server listen @ %s:%d!" %(HOST_IP, HOST_PORT) )host_addr = (HOST_IP, HOST_PORT)socket_tcp.bind(host_addr)socket_tcp.listen(1) #接受Client发出的连接请求，返回值包含了Client的IP和端口socket_con, (client_ip, client_port) = socket_tcp.accept()print("Connection accepted from %s." %client_ip) #向Clinet发送数据socket_con.send("Welcome to RPi TCP server!") socket_tcp.close()Client对应的流程要简单的多：创建Socket -> 向服务器发出连接请求 -> 连接建立成 -> 收发收据 -> 关闭连接。
代码如下：
import socket   import timeimport sys    SERVER_IP = "137.58.230.162"SERVER_PORT = 7654#创建Socket，SOCK_STREAM表示类型为TCPprint("Starting socket: TCP...")socket_tcp = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) #向服务器发出连接请求，需要指定服务器IP和端口print("Connecting to server @ %s:%d..." %(SERVER_IP, SERVER_PORT))server_addr = (SERVER_IP, SERVER_PORT)socket_tcp.connect(server_addr)   #接收服务器发来的欢迎数据data = socket_tcp.recv(512)print("Server: %s" %data) socket_tcp.close()在树莓派上运行TCP Server，Client可以同时在树莓派上运行来测试通信，或者在其他网络设备上运行。当然，这种完成通信就直接关闭Socket的方法简单粗暴，实际的应用应当包含更完善的断开连接和异常处理机制。

在树莓派上运行TCP Server

在树莓派上运行TCP Client

在PC上运行TCP Client
2. TCP数据传输
下面的代码实现了Server端和Client端的双向数据收发。其基本结构与之前的例子相同，但是多出了错误检测的部分。
Server端的代码中，try…except…部分循环接收Client发来的数据，然后给出回应。程序一旦出现错误，如对方断开连接，就退出程序。

import socketimport timeimport sys HOST_IP = "137.58.230.162"HOST_PORT = 7654 print("Starting socket: TCP...")host_addr = (HOST_IP, HOST_PORT)socket_tcp = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) print("TCP server listen @ %s:%d!" %(HOST_IP, HOST_PORT) )socket_tcp.bind(host_addr)socket_tcp.listen(1) socket_con, (client_ip, client_port) = socket_tcp.accept()print("Connection accepted from %s." %client_ip)socket_con.send("Welcome to RPi TCP server!") print("Receiving package...")while True:    try:        data = socket_con.recv(512)          if len(data)>0:             print("Received: %s" %data)            socket_con.send("OK!")            time.sleep(1)            continue    except Exception:          socket_tcp.close()        sys.exit(1)Client端的代码增加了尝试连接部分，如果连接不成功报错，如服务器超时无响应，就等待一段时间再重新发起连接请求。

import socket   import timeimport sys    SERVER_IP = "137.58.230.162"SERVER_PORT = 7654 print("Starting socket: TCP...")server_addr = (SERVER_IP, SERVER_PORT)socket_tcp = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) while True:      try:        print("Connecting to server @ %s:%d..." %(SERVER_IP, SERVER_PORT))        socket_tcp.connect(server_addr)          break      except Exception:        print("Can't connect to server, try it latter!")        time.sleep(1)        continue   print("Receiving package...")  while True:    try:        data = socket_tcp.recv(512)          if len(data)>0:             print("Received: %s" %data)            socket_tcp.send("Hello TCP!")            time.sleep(1)             continue    except Exception:          socket_tcp.close()        socket_tcp = None        sys.exit(1)软件运行效果如图：

Server端，收到Client的数据并回应

Client端，收到Server发来的欢迎信息和回应