Socket 编程详解（含 TCP 和 UDP 示例）
Socket 编程详解（含 TCP 和 UDP 示例）
一、什么是 Socket？
Socket（套接字）是计算机网络编程中用于进程间通信的接口，允许不同主机上的程序通过网络发送和接收数据。
你可以把它类比成一根“数据管道”，程序通过这根管道与远程设备进行交流。
二、Socket 的作用和优势
✅ 数据传输基础：实现网络通信的核心工具。
✅ 跨平台通用：支持几乎所有操作系统和编程语言。
✅ 支持多协议：可配合 TCP（可靠）或 UDP（高效）等协议使用。
✅ 灵活强大：能处理各种网络通信需求，如网页、聊天、游戏等。
三、Socket 的主要类型
类型
协议
特点
应用场景
TCP Socket
TCP
面向连接、可靠传输、一对一通信
网页浏览、文件传输
UDP Socket
UDP
无连接、快速传输、支持广播
视频直播、在线游戏
四、Socket 常用方法速查表
4.1 通用方法
方法
作用说明
适用协议
bind((ip,port))
绑定服务端地址
TCP/UDP
close()
关闭连接
通用
4.2 TCP专用方法
方法
说明
listen(backlog)
启动监听，backlog指定最大排队数
accept() -> (conn, addr)
接受连接，返回新socket对象和客户端地址
connect((ip,port))
客户端连接服务器
send()/recv()
发送/接收数据
4.3 UDP专用方法
方法
说明
sendto(data, address)
发送数据到指定地址
recvfrom(bufsize) -> (data, addr)
接收数据和发送方地址
五、IP 地址 & 端口号基础
IP 地址：标识一台主机（例如 127.0.0.1 表示本地）
端口号：标识主机上的某个程序，取值范围：0~65535
范围
类型
0 - 1023
系统端口
1024 - 49151
注册端口
49152 - 65535
动态端口
六、TCP 编程流程详解（面向连接）
🔹 1. 单次通信示例
TCP 服务器端
from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM
server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) # 1. 创建 socket
server_socket.bind(('127.0.0.1', 8888)) # 2. 绑定地址和端口
server_socket.listen(5) # 3. 开始监听
print('服务器启动，等待连接...')
client_socket, client_addr = server_socket.accept() # 4. 等待客户端连接
data = client_socket.recv(1024).decode('utf-8') # 5. 接收数据
print('收到客户端数据:', data)
client_socket.send('Hello from server!'.encode('utf-8')) # 6. 发送响应
client_socket.close()
server_socket.close()
TCP 客户端
import socket
client_socket = socket.socket()
client_socket.connect(('127.0.0.1', 8888)) # 连接服务器
print('连接成功')
client_socket.send('Welcome to Python'.encode('utf-8')) # 发送数据
client_socket.close()
🟡 注意：先运行服务器端，再运行客户端！
🔹 2. 多次通信示例（支持对话）
TCP 服务器端
from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM
server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
server_socket.bind(('127.0.0.1', 8888))
server_socket.listen(5)
print('服务启动，等待连接...')
client_socket, _ = server_socket.accept()
data = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')
while data != 'bye':
if data:
print('接收到客户端数据：', data)
send_data = input('回复客户端：')
client_socket.send(send_data.encode('utf-8'))
if send_data == 'bye':
break
data = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')
client_socket.close()
server_socket.close()
TCP 客户端
import socket
client_socket = socket.socket()
client_socket.connect(('127.0.0.1', 8888))
print('已连接服务器')
info = ''
while info != 'bye':
msg = input('发送给服务器：')
client_socket.send(msg.encode('utf-8'))
if msg == 'bye':
break
info = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')
print('服务器回复：', info)
client_socket.close()
七、UDP 编程流程详解（无连接）
🔹 1. 发送方代码
from socket import socket, AF_INET, SOCK_DGRAM
send_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
data = input('发送内容：')
send_socket.sendto(data.encode('utf-8'), ('127.0.0.1', 8888)) # 发送数据
recv_data, addr = send_socket.recvfrom(1024)
print('接收到回复：', recv_data.decode('utf-8'))
send_socket.close()
🔹 2. 接收方代码
from socket import socket, AF_INET, SOCK_DGRAM
recv_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
recv_socket.bind(('127.0.0.1', 8888)) # 绑定地址端口
recv_data, addr = recv_socket.recvfrom(1024)
print('收到数据：', recv_data.decode('utf-8'))
reply = input('回复：')
recv_socket.sendto(reply.encode('utf-8'), addr)
recv_socket.close()
🔹 模拟聊天场景
客户咨询者
# 客户咨询者
from socket import socket,AF_INET,SOCK_DGRAM
# (1)创建socket对象
send_socket=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
while True:
# (2) 指定接收方IP地址和端口号
ip_port=('127.0.0.1',8888)
# (3) 准备发送数据
data=input('请输入要发送的数据：')
# (4) 发送数据
send_socket.sendto(data.encode('utf-8'),ip_port)
if data == 'bye':
break
# (5) 接收来自接客服的回复数据
recv_data,addr = send_socket.recvfrom(1024)
print('客服回复：',recv_data.decode('utf-8'))
# 关闭socket对象
send_socket.close()
客服人员
from socket import socket,AF_INET,SOCK_DGRAM
# (1) 使用socket类创建一个套接字对象
recv_socket=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
# (2)绑定发送方IP和主机设置的端口号
ip = '127.0.0.1'
port = 8888
recv_socket.bind((ip,port))
while True:
# (3) 接收来自发送方的数据
recv_data,addr = recv_socket.recvfrom(1024)
print('客户说：',recv_data.decode('utf-8'))
if recv_data.decode('utf-8') == 'bye':
break
# (4) 准备回复对方的数据
data = input('回复：')
# (5) 回复：
recv_socket.sendto(data.encode('utf-8'),addr)
# (6) 结束
recv_socket.close()
🟡 注意：UDP编程接收方与发送方启动运行无先后，但先启动运行发送方，数据会丢包
八、总结
特性
TCP
UDP
是否连接
需要连接（连接后通信）
无需连接（直接发送数据）
是否可靠
是，数据有序、无丢失
否，可能丢包、乱序
速度
相对较慢
快速
应用场景
文件传输、网页、聊天应用
视频直播、游戏、广播通知
Socket 的工作流程
Socket 的工作流程因协议不同而略有差异，以下是两种常见协议的典型流程：
TCP Socket 的工作流程
服务器端：
创建套接字：socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
绑定地址和端口：socket.bind((host, port))
开始监听：socket.listen()
接受连接：socket.accept()（返回一个新的套接字和客户端地址）
通信：通过返回的套接字发送和接收数据
关闭连接：socket.close()
客户端：
创建套接字：socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
连接到服务器：socket.connect((host, port))
通信：发送和接收数据
关闭连接：socket.close()
UDP Socket 的工作流程
服务器端：
创建套接字：socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
绑定地址和端口：socket.bind((host, port))
接收数据：socket.recvfrom(buffer_size)（返回数据和客户端地址）
发送数据：socket.sendto(data, address)
关闭套接字：socket.close()
客户端：
创建套接字：socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
发送数据：socket.sendto(data, address)
接收数据：socket.recvfrom(buffer_size)
关闭套接字：socket.close()