Python基礎(chǔ)入門教程30.3:企業(yè)級(jí)開發(fā)進(jìn)階 UDP編程

• 什么是UDP協(xié)議
• UDP網(wǎng)絡(luò)編程——服務(wù)端程序開發(fā)
• UDP網(wǎng)絡(luò)編程——客戶端程序開發(fā)

1.什么是UDP協(xié)議

回顧TCP協(xié)議：一個(gè)非常重要的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，很多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都是以TCP協(xié)議為基礎(chǔ)的；TCP協(xié)議要求服務(wù)器和客戶端通過三次握手交互的方式建立可靠的連接，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)保溫的發(fā)送，在發(fā)送過程中保證數(shù)據(jù)包的順序和數(shù)量不會(huì)丟失，最后如果要斷開連接需要四次揮手的方式進(jìn)行連接的安全斷開。

UDP協(xié)議：是一種用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，是一種非連接的協(xié)議，傳輸數(shù)據(jù)之前服務(wù)端和客戶端之間不建立連接，當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)就將應(yīng)用程序中的數(shù)據(jù)提取出來并放在網(wǎng)絡(luò)上；
發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)，只是收到當(dāng)前應(yīng)用程序生成數(shù)據(jù)的速度、計(jì)算能力和傳輸帶寬等因素的影響
接收端接收數(shù)據(jù)，UDP將消息放在一個(gè)消息隊(duì)列中，應(yīng)用程序從消息隊(duì)列中讀取消息

UDP特性：
1、傳輸數(shù)據(jù)不建立連接，不需要維護(hù)連接狀態(tài)，同一個(gè)服務(wù)端可以向多個(gè)客戶端廣播發(fā)送消息
2、UDP數(shù)據(jù)包標(biāo)題8個(gè)字節(jié)，TCP需要20個(gè)字節(jié)，額外開銷較小
3、UDP是不可靠的傳輸協(xié)議，不保證所有的數(shù)據(jù)接收端完整并且正確的接收
4、UDP協(xié)議是面向報(bào)文的，發(fā)送端UDP直接將程序中的數(shù)據(jù)封裝成報(bào)文交給IP層進(jìn)行傳輸，所以需要我們?cè)诔绦蛑刑幚砗脠?bào)文數(shù)據(jù)的大小

關(guān)于TCP和UDP那點(diǎn)事兒
1、基于連接和非連接的
2、對(duì)系統(tǒng)資源的消耗多和少
3、TCP程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜、UDP程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了
4、數(shù)據(jù)流模式的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)報(bào)模式的數(shù)據(jù)
5、TCP是可靠的傳輸協(xié)議，UDP是不可靠的傳輸協(xié)議

2.UDP編程API簡(jiǎn)單了解

socket(family, type)：用于表示網(wǎng)絡(luò)連接的socket對(duì)象
family：socket.AF_INET用于表示使用IPv4地址
type：socket.SOCK_DGRAM表示使用數(shù)據(jù)報(bào)模式

s.bind(（ip, port）)：用于將套接字對(duì)象s和對(duì)應(yīng)ip的主機(jī)及端口port綁定
注意：參數(shù)是一個(gè)元組

s.recvfrom（buffer）：用于從socket中接收數(shù)據(jù)的方法
參數(shù)buffer：用于接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)大小
返回值：得到客戶端發(fā)送的消息和客戶端的主機(jī)地址等信息

s.sendto（data, address）：用于發(fā)送數(shù)據(jù)的方法
參數(shù)data：要發(fā)送的數(shù)據(jù)
參數(shù)address：數(shù)據(jù)發(fā)送的目的地地址

s.close（）用于關(guān)閉套接字對(duì)象
使用完之后，一定要記得關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)套接字對(duì)象，釋放系統(tǒng)資源哦

3. UDP服務(wù)端編程

和TCP網(wǎng)絡(luò)編程一樣，首先我們先開發(fā)服務(wù)端程序
服務(wù)端的程序開發(fā)步驟：首先創(chuàng)建表示網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奶捉幼謱?duì)象socket()；其次綁定對(duì)應(yīng)的主機(jī)IP地址和端口號(hào)；接下來就可以進(jìn)行消息的收發(fā)處理了；最后關(guān)閉套接字對(duì)象釋放系統(tǒng)資源

UDP服務(wù)端編程

# 引入socket模塊
import socket

# 創(chuàng)建socket對(duì)象
sc = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# 綁定主機(jī)端口
sc.bind(("", 9999))

# 開始收發(fā)消息
data = True
while data:
    # 接收客戶端發(fā)送的消息
    data, addr = sc.recvfrom(1024)
    if "bye" == data.decode("UTF-8"):
        print("結(jié)束通話")
        break
    print("客戶端發(fā)來消息：%s" % data.decode("UTF-8"))

    # 發(fā)送消息
    data = input("請(qǐng)輸入要發(fā)送給客戶端的消息：")
    sc.sendto(data.encode("UTF-8"), addr)

# 關(guān)閉套接字對(duì)象
sc.close()

4. UDP客戶端編程

相對(duì)于服務(wù)端的編程，客戶端編程非常簡(jiǎn)單，創(chuàng)建一個(gè)連接服務(wù)器的套接字對(duì)象，就可以直接進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)處理了

UDP客戶端編程處理

import socket
# 創(chuàng)建socket套接字對(duì)象
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# 開始收發(fā)消息
data = input("請(qǐng)輸入要發(fā)送給服務(wù)器的消息：")
while data:
    # 發(fā)送消息
    client.sendto(data.encode("UTF-8"), ("192.168.10.108", 9999))

    # 接收消息
    data, addr = client.recvfrom(2014)
    if "bye" == data.decode("UTF-8"):
        print("結(jié)束通話")
        break;
    print("服務(wù)器%s發(fā)來消息：%s" % (addr, data.decode("UTF-8")))
    data = input("請(qǐng)輸入要發(fā)送給服務(wù)器的消息：")

# 關(guān)閉套接字對(duì)象
client.close()

運(yùn)行上面的服務(wù)端程序和客戶端程序，就可以實(shí)現(xiàn)服務(wù)端和客戶端之間的數(shù)據(jù)通信了。和TCP不同的是，大家可以通過上面的程序進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)服務(wù)端或者客戶端一方的程序結(jié)束時(shí)，不會(huì)影響另一方的程序運(yùn)行。

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