UDP网络(只出干货)

y大壮

2021年06月11日 21:26 · 阅读 795

1、网络传输方式-UDP

这是我参与更文挑战的第11天，活动详情查看：更文挑战

1.1UDP概念

# UDP:英文全拼(User Datagram Protocol)简称用户数据报协议，它是无连接的、不可靠的网络传输协议

面向连接1.png

udp网络传输协议好比运输

1.2UDP特点

因为udp发送数据之前不需要建立连接所有具有以下特点

无连接
资源开销小
传输速度快
udp每个数据包最大是64K

1.3UDP的优缺点

优点:

传输速度快
不需要连接，资源开销小

缺点:

传输数据不可靠，容易丢数据包
没有流量控制，当对方没有及时接收数据，发送方一直发送数据会导致缓冲区数据满了，电脑出现卡死情况，所有接收方需要及时接收数据。

1.4UDP的使用场景

当对网络通讯质量要求不高的时候，要求网络通讯速度能尽量的快，这时就可以使用UDP

qq音视频传输，微信音视频传输
上课使用的共屏软件
发送广播消息

小结

UDP是一个简单的面向数据报的运输层协议。UDP不提供可靠性，它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去，但是并不能保证它们能到达目的地。由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接，且没有超时重发等机制，故而传输速度很快

2、socket介绍

2.1不同电脑上的进程之间如何通信

首先通过ip地址找到网络中对应的电脑，然后通过传输协议和端口号来确定这个进程(运行起来的软件)，那么数据如何传输需要使用socket来完成，也就是进程之间通信使用socket

注意：

所谓进程指的是：运行的程序或者软件称之为进程（在讲解多任务编程时进行详细讲解）

所谓进程间通信指的是：运行的程序之间的数据共享

2.2什么是socket

socket(简称套接字) 是进程间通信一个工具，它能实现把数据从一方传输到另外一方，完成不同电脑上进程之间的通信，它好比数据的搬运工。

2.3socket使用场景

不夸张来说，只要跟网络相关的应用程序或者软件都使用到了socket

3、udp网络程序-发送、接收数据

3.1udp网络程序流程

创建一个基于udp的网络程序流程很简单，具体步骤如下：

创建客户端套接字
发送/接收数据
关闭套接字

udpsocket使用流程.png

3.2创建socket

在 Python 中使用socket 模块的函数 socket 就可以完成：

import socket
socket.socket(AddressFamily, Type)
复制代码

说明：

函数 socket.socket 创建一个 socket，该函数带有两个参数：

Address Family：IP地址类型; AF_INET表示ipv4类型、AF_INET6表示ipv6类型; Type：套接字类型，可以是 SOCK_STREAM（流式套接字，主要用于 TCP 协议）或者 SOCK_DGRAM（数据报套接字，主要用于 UDP 协议）

创建一个udp socket（udp套接字）

import socket

# 创建udp的套接字
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# ...这里是使用套接字的功能（省略）...

# 不用的时候，关闭套接字
s.close()
复制代码

说明

套接字使用流程与文件的使用流程很类似创建套接字使用套接字收/发数据关闭套接字

3.3发送数据

代码如下：

# -*- coding: utf-8 -*-
import socket

# 1. 创建udp套接字
udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# 2. 准备接收方的地址 '127.0.0.1'表示目的ip地址 8080表示目的端口
dest_addr = ('127.0.0.1', 8080)  # 注意 是元组，ip是字符串，端口是数字

# 3. 从键盘获取数据
send_data = input("请输入要发送的数据:")

# 4. 发送数据到指定的电脑上的指定程序中
udp_socket.sendto(send_data.encode('gbk'), dest_addr)

# 5. 关闭套接字
udp_socket.close()
复制代码

在windows中运行“网络调试助手”：

网络调试助手接收数据.png

3.4发送、接收数据

import socket

# 1. 创建udp套接字
udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# 2. 准备接收方的地址
dest_addr = ('127.0.0.1', 8080)

# 3. 从键盘获取数据
send_data = input("请输入要发送的数据:")

# 4. 发送数据到指定的电脑上
udp_socket.sendto(send_data.encode('gbk'), dest_addr)

# 5. 等待接收对方发送的数据
recv_data = udp_socket.recvfrom(1024)  # 1024表示本次接收的最大字节数

# 6. 显示对方发送的数据
# 接收到的数据recv_data是一个元组
# 第1个元素是对方发送的数据
# 第2个元素是对方的ip和端口
print(recv_data[0].decode('gbk'))
print(recv_data[1])

# 7. 关闭套接字
udp_socket.close()
复制代码

4、udp绑定端口号

4.1udp网络程序-端口号问题

会变的端口号

重新运行多次脚本，然后在“网络调试助手”中，看到的现象如下：

端口号问题.png

说明：

每重新运行一次网络程序，上图中红圈中的数字，不一样的原因在于，这个数字标识这个网络程序，当重新运行时，如果没有确定到底用哪个，系统默认会随机分配
记住一点：这个网络程序在运行的过程中，这个就唯一标识这个程序，所以如果其他电脑上的网络程序如果想要向此程序发送数据，那么就需要向这个数字（即端口号）标识的程序发送即可

4.2udp绑定信息

<1>. 绑定信息

一般情况下，在一台电脑上运行的网络程序有很多，为了不与其他的网络程序占用同一个端口号，往往在编程中，udp的端口号一般不绑定

但是如果需要做成一个服务器端的程序的话，是需要绑定的，想想看这又是为什么呢？

如果报警电话每天都在变，想必世界就会乱了，所以一般服务性的程序，往往需要一个固定的端口号，这就是所谓的端口号绑定

<2>. 绑定示例

#coding=utf-8

from socket import *

# 1. 创建套接字
udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

# 2. 绑定本地的相关信息，如果一个网络程序不绑定，则系统会随机分配
local_addr = ('127.0.0.1', 9090) #  ip地址和端口号，ip一般不用写，表示本机的任何一个ip
udp_socket.bind(local_addr)

# 3. 等待接收对方发送的数据
recv_data = udp_socket.recvfrom(1024) #  1024表示本次接收的最大字节数

# 4. 显示接收到的数据
print(recv_data[0].decode('gbk'))

# 5. 关闭套接字
udp_socket.close()
复制代码