Python 网络编程：TCP 与 UDP 的区别详解

3.2 TCP 服务端代码

import socket
import os

if __name__ == '__main__':
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    # 设置 socket 选项，程序退出端口号立即释放，可以复用端口号
    # 提示：默认是 tcp 断开连接，但真正释放端口号需要等待 1-2 分钟
    tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
    
    # 给程序绑定端口号
    tcp_server_socket.bind(("", 8989))
    
    # 设置监听
    tcp_server_socket.listen(128)
    
    print("服务器已启动，等待连接...")
    
    # 循环等待接收客户端的连接请求
    while True:
        # 等待接收客户端的连接请求
        service_client_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept()
        
        # 代码执行到此，说明连接建立成功
        print(f"客户端的 ip 地址和端口号：{ip_port}")
        
        try:
            # 接收客户端请求数据 (其实就是客户端发送的文件名)
            recv_data = service_client_socket.recv(1024)
            
            # 对二进制数据进行解码
            file_name = recv_data.decode("utf-8")
            print(f"请求文件名：{file_name}")
            
            # 判断请求的文件是否存在
            if os.path.exists(file_name):
                # 根据客户端请求文件名打开指定文件，读取文件中的数据
                with open(file_name, "rb") as file:
                    while True:
                        # 读取文件数据
                        file_data = file.read(1024)
                        if file_data:
                            # 发送数据给客户端
                            service_client_socket.send(file_data)
                        else:
                            # 文件读取完成
                            break
            else:
                service_client_socket.send("无此文件".encode("utf-8"))
        except Exception as e:
            print(f"处理请求时出错：{e}")
        finally:
            service_client_socket.close()
    
    # tcp_server_socket.close() # 主循环通常不关闭，除非需要停止服务

3.3 TCP 注意点

1. 端口绑定：tcp 服务器一般情况下都需要绑定端口号，否则客户端找不到这个服务器。
2. 客户端端口：tcp 客户端一般不绑定端口号，使用随机生成的端口号即可。
3. 套接字分离：当一个 tcp 客户端和服务端连接成功后，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。
4. 被动与主动套接字：listen 后的套接字是被动套接字，只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。
5. 关闭逻辑：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连接服务器，但是之前已经连接成功的客户端正常通信。
6. 客户端关闭：关闭 accept 返回的套接字意味着这个客户端已经服务完毕，注意和第 5 点的区别。
7. 下线检测：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。

4. UDP 协议基础

UDP（User Datagram Protocol）即用户数据报协议，是与 TCP 相对的另一种传输层协议。

4.1 UDP 特点

• 无连接：发送数据前不需要建立连接，减少了开销和发送数据之前的时延。
• 不可靠：尽最大努力交付，不保证数据能到达目的地，也不保证顺序。
• 面向报文：UDP 对应用层交下来的报文，添加首部后就向下交付 IP 层，既不合并也不拆分。
• 支持广播和多播：UDP 支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。

4.2 UDP 编程示例

UDP 编程相对简单，无需建立连接。

4.2.1 UDP 客户端

import socket

if __name__ == '__main__':
    udp_client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    server_ip = "127.0.0.1"
    server_port = 8989
    
    msg = "Hello UDP Server"
    udp_client_socket.sendto(msg.encode("utf-8"), (server_ip, server_port))
    udp_client_socket.close()

4.2.2 UDP 服务端

import socket

if __name__ == '__main__':
    udp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    udp_server_socket.bind(("", 8989))
    
    while True:
        recv_data, addr = udp_server_socket.recvfrom(1024)
        print(f"来自 {addr} 的消息：{recv_data.decode('utf-8')}")
        udp_server_socket.sendto(b"OK", addr)

5. TCP 与 UDP 的区别总结

6. 结论

在选择网络协议时，应根据具体业务需求决定。如果对数据准确性要求极高，如文件传输、数据库操作，应优先选择 TCP；如果对实时性要求高，允许少量丢包，如视频会议、在线游戏，则 UDP 更为合适。