面试题：Python中TCP协议编程基础

TCP服务器程序

import socket


def tcp_server():
    # 创建一个TCP套接字对象
    server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    # AF_INET表示使用IPv4地址族，SOCK_STREAM表示使用TCP协议

    # 设置套接字选项，以便在程序重新启动时可以重用地址
    server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

    # 绑定服务器地址和端口
    server_address = ('127.0.0.1', 12345)
    server_socket.bind(server_address)

    # 开始监听，最大连接数为5
    server_socket.listen(5)
    print('Server is listening on {}:{}'.format(*server_address))

    while True:
        # 接受客户端连接
        client_socket, client_address = server_socket.accept()
        print('Accepted connection from {}:{}'.format(*client_address))

        # 接收客户端发送的数据，最多接收1024字节
        data = client_socket.recv(1024)
        if data:
            # 将接收到的字节数据解码为字符串
            received_string = data.decode('utf-8')
            print('Received string:', received_string)

            # 反转字符串
            reversed_string = received_string[::-1]

            # 将反转后的字符串编码为字节数据并发送回客户端
            client_socket.send(reversed_string.encode('utf-8'))

        # 关闭与客户端的连接
        client_socket.close()


if __name__ == '__main__':
    tcp_server()

TCP客户端程序

import socket


def tcp_client():
    # 创建一个TCP套接字对象
    client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

    # 连接到服务器
    server_address = ('127.0.0.1', 12345)
    client_socket.connect(server_address)

    # 要发送的字符串
    send_string = 'Hello, Server!'
    # 将字符串编码为字节数据并发送到服务器
    client_socket.send(send_string.encode('utf-8'))

    # 接收服务器返回的数据，最多接收1024字节
    data = client_socket.recv(1024)
    if data:
        # 将接收到的字节数据解码为字符串
        received_string = data.decode('utf-8')
        print('Received reversed string:', received_string)

    # 关闭套接字
    client_socket.close()


if __name__ == '__main__':
    tcp_client()

每一步的作用及涉及到的TCP相关概念

创建套接字：
- 在服务器和客户端都使用 socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 创建套接字。AF_INET 表示使用IPv4地址族，这是目前广泛使用的互联网协议版本。SOCK_STREAM 表示使用TCP协议，TCP是一种面向连接的、可靠的传输协议，它通过三次握手建立连接，保证数据的有序传输和完整性。
服务器端：
- 设置套接字选项：server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) 允许程序在重新启动时重用地址。这在开发和调试过程中很有用，因为如果不设置此选项，程序关闭后，可能需要等待一段时间才能再次绑定到相同的地址和端口。
- 绑定地址和端口：server_socket.bind(server_address) 将服务器套接字绑定到指定的地址（127.0.0.1 即本地回环地址，表示只接受本地连接，实际应用中可能会使用公网IP）和端口（12345）。端口用于标识服务器上的特定服务，不同的服务使用不同的端口号。
- 监听连接：server_socket.listen(5) 使服务器进入监听状态，等待客户端的连接请求。参数 5 表示最大连接数，即服务器在拒绝新的连接请求之前可以同时处理的未完成连接数。
- 接受连接：client_socket, client_address = server_socket.accept() 阻塞等待客户端连接。一旦有客户端连接，它返回一个新的套接字对象 client_socket 用于与该客户端进行通信，以及客户端的地址 client_address。
- 接收和处理数据：data = client_socket.recv(1024) 从客户端接收数据，1024 表示最多接收1024字节的数据。接收到的数据是字节类型，需要解码为字符串。然后将字符串反转并编码为字节数据发送回客户端。
- 关闭连接：client_socket.close() 关闭与客户端的连接，释放资源。
客户端：
- 连接服务器：client_socket.connect(server_address) 客户端使用此方法连接到服务器指定的地址和端口。这是TCP三次握手的发起步骤，客户端向服务器发送SYN（同步）包，服务器响应SYN + ACK（同步确认）包，客户端再发送ACK包，从而建立连接。
- 发送数据：client_socket.send(send_string.encode('utf-8')) 将字符串编码为字节数据并发送到服务器。
- 接收数据：data = client_socket.recv(1024) 接收服务器返回的数据并解码为字符串进行显示。
- 关闭连接：client_socket.close() 关闭套接字，释放资源，同时也会向服务器发送FIN（结束）包，发起连接关闭的过程。

星途面试题库

面试题：Python中TCP协议编程基础

知识考点

面试题答案

TCP服务器程序

TCP客户端程序

每一步的作用及涉及到的TCP相关概念