10.3. 套接字-TCP¶
10.3.1. 什么是socket?¶
Socket
是网络编程的一个抽象概念。通常我们用一个Socket表示“打开了一个网络链接”,而打开一个Socket需要知道目标计算机的IP地址和端口号,再指定协议类型即可。
10.3.2. TCP协议简介¶
TCP协议,传输控制协议(Transmission Control Protocol,缩写为 TCP)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通讯协议,由IETF的RFC 793定义。
TCP通信需要经过创建连接、数据传送、终止连接三个步骤。TCP通信模型中,在通信开始之前,一定要先创建相关连接,才能发送数据,类似于生活中,"打电话""。
套接字在工作时将连接的双方分为服务器端和客户端,即C/S模式,TCP通讯原理如下图:
10.3.3. TCP编程¶
本教程的这一部分将介绍如何作为客户端或服务端使用TCP套接字。有关更全面的socket模块的使用,请查阅 usocket
模块。
以下教程需要使用到TCP网络调试工具。下文使用的是IOS的 Network Test Utility ,可在APP Store搜索安装,android系统请点击下载。 Network Test Utility.apk
声明:这里的TCP客户端(tcpClient)是你的电脑或者手机,而TCP服务端(tcpServer)是mpython掌控板。
10.3.3.1. TCP客户端¶
TCP编程的客户端一般步骤是:
- 创建一个socket,用函数socket()
- 设置socket属性,用函数setsockopt() , 可选
- 绑定IP地址、端口等信息到socket上,用函数bind() , 可选
- 设置要连接的对方的IP地址和端口等属性
- 连接服务器,用函数connect()
- 收发数据,用函数send()和recv(),或者read()和write()
- 关闭网络连接
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from mpython import *
host = "172.25.1.63" # TCP服务端的IP地址
port = 5001 # TCP服务端的端口
s=None
mywifi=wifi() # 创建wifi类
# 捕获异常,如果在"try" 代码块中意外中断,则停止关闭套接字
try:
mywifi.connectWiFi("ssid","password") # WiFi连接,设置ssid 和password
# mywifi.enable_APWiFi("wifi_name",13) # 还可以开启AP模式,自建wifi网络
ip=mywifi.sta.ifconfig()[0] # 获取本机IP地址
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 创建TCP的套接字,也可以不给定参数。默认为TCP通讯方式
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) # 设置socket属性
s.connect((host,port)) # 设置要连接的服务器端的IP和端口,并连接
s.send("hello mPython,I am TCP Client") # 向服务器端发送数据
while True:
data = s.recv(1024) # 从服务器端套接字中读取1024字节数据
if(len(data) == 0): # 如果接收数据为0字节时,关闭套接字
print("close socket")
s.close()
break
print(data)
data=data.decode('utf-8') # 以utf-8编码解码字符串
oled.fill(0) # 清屏
oled.DispChar(data,0,0) # oled显示socket接收数据
oled.show() # 显示
s.send(data) # 向服务器端发送接收到的数据
# 当捕获异常,关闭套接字、网络
except:
if (s):
s.close()
mywifi.disconnectWiFi()
|
注意
由于在网络中都是以bytes形式传输的,所以需要注意数据编码与解码。
注意
上例,使用 connectWiFi()
连接同个路由器wifi。你也可以用 enable_APWiFi()
开启AP模式,自建wifi网络让其他设备接入进来。
首先掌控板和手机须连接至同个局域网内。打开Network Test Utility,进入“TCP Server”界面,
TCP Server IP选择手机在该网内的IP地址 ,端口号可设范围0~65535。然后,点击Listen,开始监听端口。
在程序中设置上文选择的TCP服务端IP地址 host
和端口号 port
,重启运行程序。
当连接Server成功后,TCP Server会接收到Client发送的文本 hello mPython,I am TCP Client
。此时您在TCP Server发送文本给Client,掌控板会
接收到文本并将文本显示至oled屏上。
10.3.3.2. TCP服务端¶
TCP编程的服务端一般步骤是:
- 创建一个socket,用函数socket()
- 设置socket属性,用函数setsockopt() , 可选
- 绑定IP地址、端口等信息到socket上,用函数bind()
- 开启监听和设置最大监听数,用函数listen()
- 等待客户端請求一个连接,用函数accept()
- 收发数据,用函数send()和recv(),或者read()和write()
- 关闭网络连接
tcpServer示例:
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from mpython import *
port=5001 # TCP服务端的端口,range0~65535
listenSocket=None
mywifi=wifi() # 创建wifi类
# 捕获异常,如果在"try" 代码块中意外中断,则停止关闭套接字
try:
mywifi.connectWiFi("ssid","password") # WiFi连接,设置ssid 和password
# mywifi.enable_APWiFi("wifi_name",13) # 还可以开启AP模式,自建wifi网络
ip= mywifi.sta.ifconfig()[0] # 获取本机IP地址
listenSocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 创建socket,不给定参数默认为TCP通讯方式
listenSocket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) # 设置套接字属性参数
listenSocket.bind((ip,port)) # 绑定ip和端口
listenSocket.listen(3) # 开始监听并设置最大连接数
print ('tcp waiting...')
oled.DispChar("%s:%s" %(ip,port),0,0) # oled屏显示本机服务端ip和端口
oled.DispChar('accepting.....',0,16)
oled.show()
while True:
print("accepting.....")
conn,addr = listenSocket.accept() # 阻塞,等待客户端的请求连接,如果有新的客户端来连接服務器,那麼会返回一个新的套接字专门为这个客户端服务
print(addr,"connected")
while True:
data = conn.recv(1024) # 接收对方发送过来的数据,读取字节设为1024字节
if(len(data) == 0):
print("close socket")
conn.close() # 如果接收数据为0字节时,关闭套接字
break
data_utf=data.decode() # 接收到的字节流以utf8编码解码字符串
print(data_utf)
oled.DispChar(data_utf,0,48) # 将接收到文本oled显示出来
oled.show()
oled.fill_rect(0,48,128,16,0) # 局部清屏
conn.send(data) # 返回数据给客户端
# 当捕获异常,关闭套接字、网络
except:
if(listenSocket):
listenSocket.close()
mywifi.disconnectWiFi()
|
注意
上例,使用``connectWiFi()`` 连接同个路由器wifi。你也可以用 enable_APWiFi()
开启AP模式,自建wifi网络让其他设备接入进来。
首先掌控板和手机须连接至同个局域网内。掌控板重启运行程序,TCP Server端等待Client端连接请求。打开Network Test Utility,进入“TCP Client”界面,填写Remote host和port,即 socket.blind(ip,port)
的IP地址和端口。Connect连接成功后,发送文本,掌控板接收到文本显示至oled屏并将返回至TCP Client端。您可在手机接收界面看到文本从Client->Server,Server->Client的过程。