python课程设计作业-TCP客户端-服务端通信

说明文档

1. 小组成员分工

本次课程设计由以下小组成员完成：

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2. 作品功能介绍

本次课程设计的作品是一个简单的基于 TCP 协议的客户端-服务端通信示例。通过这个示例，我们可以了解 TCP 三次握手的基本原理，并掌握 Python 中 socket 模块的基本使用方法。

具体功能包括：

服务端：监听指定的 IP 地址和端口，等待客户端连接。当客户端连接后，接收客户端发送的数据并回送信息，直到任何一方发送 'bye' 表示结束通信。
客户端：连接到指定的服务端 IP 地址和端口，发送数据并接收服务端的响应，直到任何一方发送 'bye' 表示结束通信。

3. 使用的工具和方法

工具

Python 3：编程语言
socket 模块：用于实现 TCP 通信
VS Code 或 PyCharm：代码编辑器和 IDE
Linux 或 Windows：操作系统

方法

使用 Python 的 socket 模块创建 TCP 连接，通过 bind() 和 listen() 方法在服务端绑定 IP 和端口并开始监听，通过 connect() 方法在客户端发起连接。
使用 recv() 和 send() 方法在客户端和服务端之间进行数据传输。
实现简单的控制逻辑来判断是否结束通信。

4. 设计的步骤

步骤一：编写服务端代码

创建一个 TCP socket。
绑定到指定的 IP 地址和端口。
开始监听并等待客户端连接。
接收客户端数据并回送信息。

服务端代码示例：

from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM

a = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
print(f'服务启动成功！！！')
ip = '172.18.40.184'
port = 8898
a.bind((ip, port))
a.listen(5)
c, d = a.accept()
print('连接成功')
print(f'---------------已连接客户端{c}---------')
info = ''
while info != 'bye':
    data = c.recv(1024).decode('utf-8')
    print(f'客户端发来的数据：{data}')
    if data == 'bye':
        break
    info = input('请输入你要发送给客户端的数据：')
    if info == 'bye':
        break
    c.send(info.encode('utf-8'))
a.close()
c.close()

步骤二：编写客户端代码

创建一个 TCP socket。
连接到服务端的 IP 地址和端口。
发送数据并接收服务端的响应。

客户端代码示例：

import socket

a = socket.socket()
a.connect(('172.18.40.184', 8898))
print('连接成功---')
info = ''
while info != 'bye':
    info = input('请输入要发送的数据：')
    if info == 'bye':
        break
    a.send(info.encode('utf-8'))
    c = a.recv(1024).decode('utf-8')
    if c == 'bye':
        break
    print(f'服务端发送给你的数据：{c}')
a.close()
input()

步骤三：测试与调试

在本地网络环境中运行服务端和客户端代码，测试数据传输的正确性。
调试过程中发现和解决问题，确保通信流程的稳定性。

5. 课程设计中遇到的问题

问题一：IP 地址和端口绑定问题

在初始配置中，由于使用了错误的 IP 地址或端口，导致服务端无法正确启动和监听。通过检查 IP 地址和端口的有效性并进行调整，解决了这个问题。

问题二：数据传输阻塞问题

在数据传输过程中，客户端和服务端有时会出现阻塞，导致程序卡住。通过增加对 recv() 和 send() 方法的异常处理，确保在数据传输过程中不会因异常数据而阻塞。

问题三：关闭连接问题

在结束通信时，如何正确关闭连接是一个关键问题。通过在代码中添加对 'bye' 关键字的判断，并在检测到 'bye' 后正确关闭 socket 连接，解决了这个问题。

6. 结论

通过这次课程设计，我成功实现了一个简单的 TCP 客户端-服务端通信示例。通过编写和调试代码，我不仅掌握了 Python 中 socket 模块的基本使用方法，还深入理解了 TCP 协议的基本原理和通信流程。

视频讲解

前言

这次视频演示的是tcp的通信过程，本次演示目的在不利用互联网情况下只利用两根网线的原始通信，一方是服务端(172.18.40.184)，另一方是客户端(172.18.44.30)，服务端开放8898端口进行通信，客户端使用随机端口(1024-49151)进行连接,当双方有一方发送”bye“字符串时就断开连接，exe文件是对应py的打包文件(为了方便演示)