Python TCP通信详解：客户端与服务器实现及核心机制

拾柒

发布时间：2026-10-13| 6人浏览过

原创

本文深入解析Python中TCP通信的实现原理与代码示例。详细对比TCP与UDP协议差异，阐述面向连接、可靠传输等特性。提供完整的Python TCP客户端与服务端代码，涵盖套接字创建、绑定、监听、连接及数据收发流程，并总结服务器开发中的关键注意事项，如端口绑定、主动/被动套接字区别及连接管理，帮助开发者快速掌握网络编程基础。

TCP简介

TCP介绍

传输控制协议（Transmission Control Protocol，简称TCP）是一种面向连接、可靠且基于字节流的传输层通信协议，其规范由IETF在RFC 793中定义。

TCP通信过程主要包含建立连接、数据传输以及终止连接这三个关键步骤。

在TCP通信模型中，通信开始前必须预先建立连接才能进行数据发送，这类似于现实生活中的“打电话”过程。

TCP特点

1. 面向连接

通信双方必须先建立连接才能传输数据，且双方都需要分配必要的系统内核资源，以管理连接状态及传输过程。

双方之间的所有数据传输均通过这一条已建立的连接进行。

数据交换完成后，双方必须断开连接以释放系统资源。

这种连接是一对一的，因此TCP不适用于广播场景，基于广播的应用程序应使用UDP协议。

2. 可靠传输

1）TCP采用发送应答机制

TCP发送的每个报文段都必须得到接收方的确认应答，才被视为传输成功。

2）超时重传

发送端在发出报文段后会启动定时器，若在设定时间内未收到应答，则重新发送该报文段。

为确保不丢包，TCP为每个数据包分配序号，同时保证接收端按序接收。接收端对成功收到的数据包发送确认（ACK）；若发送端在合理的往返时延（RTT）内未收到确认，则假设数据包丢失并进行重传。

3）错误校验

TCP使用校验和函数来检测数据错误，发送和接收时均需计算校验和。

4) 流量控制和阻塞管理

流量控制用于防止主机发送速度过快，导致接收方无法及时接收数据。

TCP与UDP的不同点

面向连接（确认有创建三方交握，连接已创建才作传输。）
有序数据传输
重发丢失的数据包
舍弃重复的数据包
无差错的数据传输
阻塞/流量控制

udp通信模型

在UDP通信模型中，通信开始前无需建立连接，只需直接发送数据，这类似于现实生活中的“写信”。

tcp通信模型

在TCP通信模型中，通信开始前必须建立相关连接才能发送数据，这类似于现实生活中的“打电话”。

tcp客户端

TCP客户端的实现比服务器端简单得多。如果将服务器端比作需要购买手机、办理SIM卡、设置铃声并等待他人来电的过程，那么客户端只需寻找电话亭并拨打号码即可，流程相对简化。

Python创建TCP客户端的代码示例如下：

import socket


def main():
  # 1.创建套接字socket
  tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

  # 2.连接服务器
  dest_ip = input("请输入服务器ip：")
  dest_port = int(input("请输入服务器port："))
  dest_addr = (dest_ip, dest_port)
  tcp_socket.connect(dest_addr)

  # 3. 接收/发送数据
  send_data = input("请输入要发送的数据：")
  tcp_socket.send(send_data.encode("utf-8")) 
 
  # 接收服务器发送的数据
  recv_data = tcp_socket.recv(1024)
  print(recv_data.decode("utf-8")) 

  # 4. 关闭套接字socket
  tcp_socket.close()

if __name__ == "__main__":

  main()

在Ubuntu终端上执行以下命令：

在网络调试助手中启动TCP服务器进行交互测试：

tcp服务器

在程序中实现TCP服务器功能，通常需要遵循以下流程：

使用socket创建一个套接字
绑定IP地址和端口号（bind）
使套接字进入监听状态，以便接受被动链接（listen）
等待并接收客户端的连接请求（accept）
使用recv/send进行数据的接收和发送

import socket


def main():
  # 1.创建套接字
  tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
 
  # 2.绑定端口
  addr = ("", 8866)
  tcp_server_socket.bind(addr)

  # 3.监听链接
  tcp_server_socket.listen(128)

  # 4.接收别人的连接
  # client_socket用来为这个客户端服务
  client_socket, client_addr = tcp_server_socket.accept() 
 
  # 5.接收对方发送的数据
  recv_data = client_socket.recv(1024) 
  print("接收到的数据：%s" % recv_data.decode("utf-8"))
 
  # 6.给对方发送数据
  client_socket.send("hahaha".encode("utf-8")) 

  # 7.关闭套接字 
  client_socket.close()
  tcp_server_socket.close()


if __name__ == "__main__":
  main()

在Ubuntu终端上执行以下命令：