Python-UDP 协议

相对TCP，UDP则是面向无连接的协议。

UDP 协议

我们来看 UDP 的定义：

UDP 协议（User Datagram Protocol），中文名是用户数据报协议，是 OSI（Open System Interconnection，开放式系统互联） 参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。

从这个定义中，我们可以总结出 UDP 的几个特点以及其与 TCP 的区别：

• UDP 是用户数据报协议，传输模式是数据报，而 TCP 是基于字节流的传输协议。
• UDP 是无连接的协议，每个数据报都是一个独立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在网络上以任何可能的路径传往目的地，因此能否到达目的地，到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。
• UDP 是简单不可靠的协议，它不提供可靠性，只是把数据包发送出去，并不保证能够到达目的地。由于它不需要在客户端和服务端之间建立连接，也没有超时重发机制，所以传输速度很快。

从以上特点，我们可以看到 UDP 适合应用在每次传输数据量小、对数据完整性要求不高、对传输速度要求高的领域。这里面最典型的就是即时通信的场景，微信是一个很常见的例子。相信大家在使用微信的时候都遇到过先发的消息后收到，或者有些发送的消息对方没有收到的情况吧，这就是 UDP 协议典型的特点，不保证传输数据的完整性和顺序性。除此之外， UDP 还应用在在线视频、网络电话等场景。

• UDP 传输过程

  我们在讲 TCP 的时候，我们说 TCP 客户端和服务端必须先连接才可以传输数据：客户端先请求连接服务器，服务器接受连接请求，然后双方才可以通信。在 UDP 协议里，客户端只需要知道服务器的地址和端口号，就可以直接发送数据了。

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• TCP服务器的建立可以归纳这几步：

  • 创建 socket（套接字）
  • 绑定 socket 的 IP 地址和端口号
  • 接收客户端数据
  • 关闭连接

  TCP客户端的创建可总结为这几步：

  • 创建 socket（套接字）
  • 向服务器发送数据
  • 关闭连接

  这里需要注意的是 UDP 客户端连接到服务器的 IP 和端口号必须是 UDP 服务器的 IP 和监听的端口号，服务器服务器只需要绑定 IP 和端口号，就可以时刻准备接收客户端发送的数据，此时服务器处于阻塞状态，直到接收到数据为止。

• UDP 客户端

  创建 socket，可以这样做：

• # 导入socket库
  import socket
  
  # 创建一个socket
  s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

   

• 创建 socket 时，第一个参数 socket.AF_INET 表示指定使用 IPv4 协议，如果要使用 IPv6 协议，就指定为 socket.AF_INET6。SOCK_DGRAM 指定基于 UDP 的数据报式 Socket 通信。

  创建了 socket 之后，我们就可以向目标地址发送数据报了：

• # 发送数据
  s.sendto(b'Hello Server', ('127.0.0.1', 6000))

   

• 第一个参数是需要发送的数据报内容，第二个参数是 IP 地址和端口号的二元组。

  如果是接收数据的话，我们可以这样写：

• # 接收数据
  data, addr = s.recv(1024)
  # 解码接收到的数据
  data = data.decode('utf-8')

   

• 接收信息的时候，第一个 data 表示接收到的数据， addr 是对方的 IP 地址和端口号的二元组。

  想要关闭 socket，直接调用 close() 方法即可：

• # 关闭 socket
  socket.close()

   

• UDP 服务器

  相比于客户端，服务器端只是多了一个步骤，在创建 socket 之后，需要绑定一个 IP 地址和端口号，以便接收客户端随时可能发送过来的数据。绑定的方法为：

• # 绑定 IP 和端口
  s.bind(('127.0.0.1', 6000))