[网络协议]Python实现一个简单的问答系统【TCP套接字应用】

I.TCP套接字简单介绍

首先，我们先了解一下套接字。有计算机网络基础的话，应该知道，实现两个应用程序（进程）之间通信的其中一环是把两个端系统（用户主机）的信息包（不准确用词）通过运输层和网络层进行互传（因为网络层以下的部分不需要我们去实现，不细说下面的协议层）。

运输层把我们的信息包拿到之后，交给网络层，从而通过网络层到达另一台端系统（用户主机）。

但实际上，运输层并不直接拿到信息包，在运输层与端系统（用户主机）之间还有一个“层”，也就是所谓的套接字，因此套接字可以理解为运输层和用户主机之间的一个容器，这个容器是对双方互通的。

毫无疑问，因特网中最常用的两个运输层协议是TCP和UDP，那么对应的套接字也有两种，分别是TCP套接字和UDP套接字，我们把信息包交给套接字，套接字交给运输层（TCP/UDP），在另一端，TCP/UDP把信息包取出来放在接收端套接字，而另一端的用户主机从套接字中拿到信息包，这就是完整的一套流程。

TCP套接字有一些不同于UDP的地方：首先TCP套接字是有两个类型的：
（1）欢迎套接字。这个套接字是面向所有想要与该用户通信的端系统的，也就是说，它并不针对具体的个体，而是面向全体。俗称的TCP三次握手，就是发生在这个套接字里。
（2）连接套接字。这个套接字是面向具体的用户的，当某个用户与欢迎套接字完成了三次握手，服务器会为这个用户生成这个专门的套接字，此后所有的信息包都是从这个套接字发送和取得。

II.Python实现

客户端代码：

from socket import *

#serverName可以是ip地址，也可以是主机名，如果是主机名，代码运行时会自动调用DNS服务转换为ip地址
serverName = 'DESKTOP-1TLE6PJ'

#指定要与客户端的端口号为12000的欢迎套接字建立连接
serverPort = 12000

# AF_INET 指的是底层网络的IPv4协议
# SOCK_STREAM 指的是这个套接字是TCP套接字
clientSocket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)

#创建与服务器欢迎套接字的连接，俗称敲欢迎之门
clientSocket.connect((serverName,serverPort))

while True:
    # 用户输入聊天内容
    sentence = input()
    # 通过客户套接字向服务器发送消息，此时消息不再被交给欢迎套接字，而是交给连接套接字(见服务器代码)
    clientSocket.send(sentence.encode())
    receivedSentence = clientSocket.recv(1024)
    print(receivedSentence.decode())

服务端代码：

from socket import *

#指定创建的欢迎套接字的端口号为12000
serverPort = 12000

# AF_INET 指的是底层网络的IPv4协议
# SOCK_STREAM 指的是这个套接字是TCP套接字
serverSocket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)

#将创建的欢迎套接字与端口12000绑定
serverSocket.bind(('',serverPort))

#设定欢迎套接字的连接数目，也即最大允许敲欢迎之门的用户数量，这里设为1
serverSocket.listen(1)

connectionSocket,addr = serverSocket.accept()
while True:
    receivedSentence = connectionSocket.recv(1024).decode()
    print(receivedSentence)
    sentence = input()
    connectionSocket.send(sentence.encode())

注意：
（1）运行顺序为：服务端->客户端，只有服务端保持运行状态，服务端才可以正常运行
（2）客户端代码中的serverName,这里要填的是你要对话的主机的信息，这个信息有多种填法（IP地址、主机名等），这里推荐填写主机名，这样不容易出错，主机名可以在WIN10系统：开始->设置->系统->关于->设备名称 （设备名称即主机名）

运行效果：