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使用python實現(xiàn)UDP通信方式

 更新時間:2022年05月18日 09:20:10   作者:skye_fly  
這篇文章主要介紹了使用python實現(xiàn)UDP通信方式,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助。如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

python UDP通信

1.打開虛擬通信程序,選擇UDP通信并選定收發(fā)數(shù)據的ip地址port端口

在這里插入圖片描述

2.在虛擬機中編寫python程序與主機中的虛擬通信程序實現(xiàn)數(shù)據傳輸:

#  注釋的標注格式為:每行開頭則直接輸入#并空一格開始注釋
#  若在每行代碼后面加注釋,則空兩格輸入#再空一格開始注釋
import socket
#  使用udp收發(fā)數(shù)據
def main():
	#  1.創(chuàng)建socket套接字
	udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, sock.SOCK_DGRAM)  # AF_INET表示使用ipv4,默認不變,SOCK_DGRAM表示使用UDP通信協(xié)議
	
	#  2.綁定端口port
	local_addr = ("", 7878)  # 默認本機任何ip ,指定端口號7878
	udp_socket.bind(local_addr)  # 綁定端口
	
	#  3.收發(fā)數(shù)據
	send_data = input("請輸入您想要發(fā)送的數(shù)據:" )
	udp_socket.sendto(send_data.encode("utf-8"), ("10.80.34.68", 8080))  # 編碼成全球統(tǒng)一數(shù)據格式,用元組表示接收方ip和port
	recv_data = udp_socket.recvfrom(1024)  # 定義單次最大接收字節(jié)數(shù)
	
	#  4.打印數(shù)據
	recv_msg = recv_data[0]  # 接收的元組形式的數(shù)據有兩個元素,第一個為發(fā)送信息
	send_addr = recv_data[1]  # 元組第二個元素為發(fā)信息方的ip以及port
	print ("收到的信息為:", recv_msg.decode("gbk"))  # 默認從windows發(fā)出的數(shù)據解碼要用”gbk”,保證中文不亂碼
	print ("發(fā)送方地址為:", str(send_addr))  # 強轉為字符串輸出地址,保證不亂碼
	
	#  5.關閉套接字
	udp_socket.close()
if __name__ == "__main__":
main()

對UDP協(xié)議的理解

Socket簡介

網絡中進程之間如何通信

1,在本地可以通過進程PID來唯一標識一個進程,但是在網絡中這是行不通的。

2,TCP/IP協(xié)議族已經幫我們解決了這個問題,即:網絡層的ip地址可以唯一標識網絡中的主機;而傳輸層的:協(xié)議+端口,可以唯一標識主機中的應用程序(進程)。

3,利用ip地址,協(xié)議,端口,就可以標識網絡的進程了,網絡中的進程通信就可以利用這個標識與其他進程進行交互。

什么是Socket?

socket,簡稱:套接字,是進程間通信的一種方式。socket與其他進程間的通信方式不同在于:它能實現(xiàn)不同主機間的進程間通信。例如:QQ聊天、瀏覽網頁、收發(fā)Email等等。

創(chuàng)建Socket

在Python中socket模塊的函數(shù)socket:

socket.socket(AddressFamily,Type)

加以說明:

函數(shù)socket.socket創(chuàng)建一個socket,返回一個socket。

AddressFamily:選擇AF_INET用于網絡中進程間通信或者AF_UNIX用于同一臺機器進程間通信,實際工作中常用AF_INET。

Type:套接字類型,可以是SOCK_STREAM,流式套接字,主要用于tcp協(xié)議或者SOCK_DGRAM,數(shù)據報套接字,主要用于udp協(xié)議。

#import socket
# udp:sock_dgram:數(shù)據報套接字
# udpSocket = socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
#
#
# tcp:sock_stream:流式套接字
# tcpSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

UDP特點

UDP:用戶數(shù)據報協(xié)議,是一個無連接的簡單的面向數(shù)據報的運輸層協(xié)議。UDP不提供可靠性,它只是把應用程序傳給IP層的數(shù)據報發(fā)送出去,但是并不能保證它們能到達目的地。由于UDP在傳輸數(shù)據報前不用在客戶和服務器之間建立一個連接,且沒有超時重發(fā)等機制,故而傳輸速度很快。

UDP:是一種面向無連接的協(xié)議,每個數(shù)據報都是一個獨立的信息,包括完整的源地址或目的地址,它在網絡上以任何可能的路徑傳往目的地,因此能否到達目的地,到達目的地的時間以及內容的正確性都是不能被保證的

UDP是面向無連接的通訊協(xié)議,UDP數(shù)據包括目的端口號和源端口號信息,由于通訊不需要連接,所以可以實現(xiàn)廣播發(fā)送。

UDP傳輸數(shù)據時有大小限制,每個被傳輸?shù)臄?shù)據報必須限定在64KB之內。

UDP是一個不可靠的協(xié)議,發(fā)送方所發(fā)送的數(shù)據報并不一定以相同的次序到達接收方。

UDP一般用于多點通信和實時的數(shù)據業(yè)務。例如:語音廣播、QQ、視頻會議系統(tǒng)等。

UDP中客戶端和服務器端交互 

UDP中客戶端和服務器端交互

這里寫圖片描述

服務器端具體實現(xiàn)代碼如下:

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Author  : xiaoke
import socket
# 服務端
def main():
    # 1,創(chuàng)建數(shù)據報套接字
    udpSocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    # 2,綁定本地地址,核心是為綁定并公布端口
    # ''表示指定任意ip:0.0.0.0,系統(tǒng)中任意ip的數(shù)據都可以接收
    myAddr = ('', 8080)
    udpSocket.bind(myAddr)
    # 3,接收客戶端數(shù)據,獲得客戶端的地址(ip和端口號)
    recData, clientAddr = udpSocket.recvfrom(1024)
    print(clientAddr)
    print(recData.decode())
    # 4,回復客戶端消息
    udpSocket.sendto(recData, clientAddr)
    # 5,關閉socket
    udpSocket.close()
if __name__ == '__main__':
    main()

echo服務器端具體實現(xiàn)代碼如下:

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Author  : xiaoke
import socket
# echo服務端,回射服務器,發(fā)過來,彈回去
# 單進程單線程,無連接
def main():
    # 1,創(chuàng)建數(shù)據報套接字
    udpSocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    # 2,服務端需要綁定:目的是把端口號和ip地址暴露給別人,讓別人調用
    # 表示指定任意ip:0.0.0.0,系統(tǒng)中任意ip的數(shù)據都可以接收
    myAddr = ('', 8080)
    udpSocket.bind(myAddr)
    while True:
        # 3,接收客戶端數(shù)據,獲得客戶端的地址(ip和端口號)
        recData, clientAddr = udpSocket.recvfrom(1024)
        # print(clientAddr)
        print(recData.decode())
        # 4,回復客戶端消息
        # udpSocket.sendto(recData, clientAddr)
        sendData = input("服務器!請輸入提供的數(shù)據:")
        udpSocket.sendto(sendData.encode(), clientAddr)
    # 5,關閉socket
    udpSocket.close()
if __name__ == '__main__':
    main()

客戶端具體實現(xiàn)代碼如下:

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Author  : xiaoke
import socket
# 客戶端
def main():
    # 1,創(chuàng)建udp類型的socket
    udpSocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    # 2,指定目的地址(ip和端口號
    serverAddr = ('192.168.105.125', 8080)
    while True:
        # 3,發(fā)送數(shù)據
        sendData = input("客戶端!請輸入請求數(shù)據:")
        udpSocket.sendto(sendData.encode(), serverAddr)
        # 4,接收數(shù)據是一個元組,本次接收數(shù)據的最大長度,建議是2^xxx次方
        receData, peerAddr = udpSocket.recvfrom(1024)
        print(receData.decode())
        # print(peerAddr)
    # 5,關閉socket
    udpSocket.close()
if __name__ == '__main__':
    main()

綁定端口的說明:

1,一般情況下,在電腦上運行的網絡程序有很多,而各自用的端口號很多情況下不知道,為了不與其他的網絡程序占用同一個端口號,往往在編程中,udp的端口號一般不綁定。但是如果需要做成一個服務器端的程序的話,是需要綁定的。

2,一個udp網絡程序,可以不綁定端口,此時操作系統(tǒng)會隨機進行分配一個端口,如果重新運行此程序,端口可能會發(fā)生變化。

3,一個udp網絡程序,也可以綁定信息(ip地址,端口號),如果綁定成功,那么操作系統(tǒng)用這個端口號來進行區(qū)分收到的網絡數(shù)據是否是此進程的。

UDP網絡通信過程 

這里寫圖片描述

多線程聊天室服務器端的實現(xiàn)

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Author  : xiaoke
import socket
from threading import Thread
def task_recv(s):
    while True:
        recvData, peerAddr = s.recvfrom(1024)
        print('子線程接收:ip地址 %s :  消息 %s' % (str(peerAddr), recvData.decode()))
def task_send(s, addr):
    while True:
        sendData = input('親!請?zhí)峁┓祷氐臄?shù)據:')
        s.sendto(sendData.encode(), addr)
def main():
    # 1.創(chuàng)建udp數(shù)據報套接字
    serverSocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    # 2.綁定本地地址,核心是為綁定并公布端口
    myAddr = ('', 8080)  # ''表示指定任意ip 0.0.0.0 系統(tǒng)中任意ip的數(shù)據都可以接收
    serverSocket.bind(myAddr)
    # 3.主線程收到消息,獲得對方的ip,port
    recvData, peerAddr = serverSocket.recvfrom(1024)
    print('主線程接收:ip地址 %s :  消息 %s' % (str(peerAddr), recvData.decode()))
    # 4.啟動接收消息線程
    thread_recv = Thread(target=task_recv, args=(serverSocket,))
    thread_recv.start()
    # 5.再啟動發(fā)送消息的線程,傳遞對方的ip port
    thread_send = Thread(target=task_send, args=(serverSocket, peerAddr))
    thread_send.start()
    # 6,等待子線程結束
    thread_recv.join()
    thread_send.join()
if __name__ == "__main__":
    main()

UDP中廣播

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Author  : xiaoke
from socket import *
def main():
    # 1,創(chuàng)建socket,數(shù)據報套接字
    udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
    # 2,設置允許廣播
    # 設置socket屬性,是否允許廣播,1就是允許
    udp_socket.setsockopt(SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, 1)
    # 3,指定廣播地址(“broadcast”,2425)
    broadcast_addr = ('<broadcast>', 8080)
    # 4,發(fā)送消息,以下以飛秋軟件演示
    send_data = b'1:100:will:will-pc:32:will broadcast'
    udp_socket.sendto(send_data, broadcast_addr)
    udp_socket.close()
if __name__ == '__main__':
    main()

以上為個人經驗,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持腳本之家。

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