Python网络编程UDP协议分析

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UDP协议概述

• UDP协议——User Datagram Protocol，即用户数据包协议，UDP协议是无连接、不可靠、高效率数据传输协议。

• UDP协议优点：开销小、速度快、无连接。

• UDP协议缺点：无确认重传和排序、无流控制、无错误恢复。

• UDP协议是面向报文的传输协议，它对报文既不拆分也不合并，而是给报文添加头部后就向下交给IP层。发现错误时不要重传，只是简单地把错误的报文扔掉、或给应用程序提供警告。

• UDP协议广泛运用在强调数据传输速率的多媒体应用领域，例如网络聊天、在线视频、网络游戏、实时监控、路由协议中修改路由表等。

• TCP协议遇到丢包或错误时要求重传，因而导致传输速率大幅降低。

• UDP协议遇到丢包或错误时不要求重传，因为一个报文丢失后几秒内会有新的报文替代它，所以UDP协议传输速率比TCP协议高很多。

• 应用程序需要根据需要自定义应用层协议来处理报文丢失、错误、失序的情况。

• 编写UDP应用程序需要审慎考虑合适的报文长度：

• 局域网最大传输单元(Maximum Transmission Unit，MTU)默认是1500字节。

• UDP协议头部是8字节、IP层协议头部是20字节。

• 单条报文建议长度是1024字节，最大长度不得超过65507字节(报文加头部总长不得超过65535字节)。

• 网络环境较好时报文长度及接收缓存建议设大一些，可以减少报文接收不及时导致丢包的概率。

udp协议服务端

1. 创建socket实例。

   sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)

   
   

   注意：type=socket.SOCK_DGRAM是指定关键字参数，不能“缺省type=”，该参数用来指定使用udp协议。

2. 绑定ip和端口。

   sk.bind(('127.0.0.1',9001))

   
   

   说明：该方法有一个参数，类型是元组(元组的第一个元素是IP，第二个元素是端口)。无返回值。

3. 从UDP客户端收报文。

   message,addrress = sk.recvfrom(1024)

   
   

   说明：该方法参数是接收消息长度。返回值是元组，元组第一项是消息，第二项是ip及端口。

4. 发送报文给UDP客户端。

   sk.sendto(message,address)

   
   

   说明：该方法有二个参数，第一个参数是要发送的消息，必须是bytes型；第二个参数是元组(元组的第一个元素是IP，第二个元素是端口)。返回值是发送的字节数。

udp协议客户端

1. 创建socket实例。

   sk = socket.socket()

   
   

2. 发报文给UDP服务端。

   sk.sendto(message.encode(),('127.0.0.1',9001))

   
   

   说明：该方法有二个参数，第一个参数是要发送的消息，必须是bytes型；第二个参数是元组(元组的第一个元素是IP，第二个元素是端口)。返回值是发送的字节数。

3. 从UDP服务端收报文。

   message = sk.recv(1024).decode()

   
   

   说明：该方法参数是接收消息长度。返回值是消息。

案例：udp协议聊天室

• 服务端

  import socket
  
  HOST = '127.0.0.1'  # IP地址PORT = 50007  # 端口max_connect = 5def main():accounts = {
       
       
       }with socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM) as sk:sk.bind((HOST, PORT))while True:msg, address = sk.recvfrom(1024)rev = msg.decode().split('|||')accounts[rev[0]] = addressif rev[1] in accounts:sk.sendto(msg, accounts[rev[1]])if __name__ == "__main__":main()

  
  

  说明：这个是UDP协议简易聊天室服务端模型，服务端接收到客户端发来的消息，会记录客户端的ip和端口以及账号，并更新到字典中。遇到发往目标账户的消息在字典中时，会将信息转发给目标账户，从而实现多人聊天功能。
  注意：代码目前没有缓存消息，当要发送的目标不在线时，该消息会被丢弃。

• 客户端

  import socketfrom threading import Threadimport sys
  
  HOST = '127.0.0.1'  # IP地址PORT = 50007  # 端口class Transceiver:def __init__(self, conn, server, account: str, target: str, buffer: int = 1024) -> None:self.conn = conn  # socket实例self.server = server  # 目标ip及端口self.buffer = buffer  # 缓存区大小self.path = (account + '|||' + target + '|||').encode()  # 己方账号def send(self, message: str) -> None:"""发送消息"""if type(message) is str:  # 判断消息类型message = message.encode()  # 将消息转成bytes型，缺省参数是utf8编码self.conn.sendto(self.path + message, self.server)  # 发送消息def recv(self):"""接收消息"""message, _ = self.conn.recvfrom(self.buffer)message = message.decode('utf8').split('|||')return message[1], message[2]  # 返回消息字符串def main():def send(m, message):m.send(message)def recv(m):while True:try:source, data = m.recv()print(f'收到"{source}"发来的信息：{data}')except:passwith socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM) as sk:account = input("请输入你的账号：")target = input("请输入你想聊天的账号：")m = Transceiver(sk, (HOST, PORT), account, target)t = Thread(target=recv, args=(m,))t.setDaemon(True)t.start()while True:message = input('请输入你要发送的信息：')if not message:continueif message == 'q' or message == 'Q':sys.exit(0)Thread(target=send, args=(m, message)).start()if __name__ == "__main__":main()

  
  

  说明：这个是udp协议简易聊天室客户端模型，客户端登录时首先输入自己的账号和对方的账号，然后进入循环，循环输入发给对方账号的消息，另开了子收获进程接受服务端转发来的消息。

感谢各位的阅读，以上就是“Python网络编程UDP协议分析”的内容了，经过本文的学习后，相信大家对Python网络编程UDP协议分析这一问题有了更深刻的体会，具体使用情况还需要大家实践验证。这里是亿速云，小编将为大家推送更多相关知识点的文章，欢迎关注！