Python基础入门教程30.3:企业级开发进阶 UDP编程

• 什么是UDP协议
• UDP网络编程——服务端程序开发
• UDP网络编程——客户端程序开发

1.什么是UDP协议

回顾TCP协议：一个非常重要的数据传输协议，很多网络协议都是以TCP协议为基础的；TCP协议要求服务器和客户端通过三次握手交互的方式建立可靠的连接，然后再进行数据保温的发送，在发送过程中保证数据包的顺序和数量不会丢失，最后如果要断开连接需要四次挥手的方式进行连接的安全断开。

UDP协议：是一种用户数据报协议，是一种非连接的协议，传输数据之前服务端和客户端之间不建立连接，当进行数据传送时就将应用程序中的数据提取出来并放在网络上；
发送端发送数据，只是收到当前应用程序生成数据的速度、计算能力和传输带宽等因素的影响
接收端接收数据，UDP将消息放在一个消息队列中，应用程序从消息队列中读取消息

UDP特性：
1、传输数据不建立连接，不需要维护连接状态，同一个服务端可以向多个客户端广播发送消息
2、UDP数据包标题8个字节，TCP需要20个字节，额外开销较小
3、UDP是不可靠的传输协议，不保证所有的数据接收端完整并且正确的接收
4、UDP协议是面向报文的，发送端UDP直接将程序中的数据封装成报文交给IP层进行传输，所以需要我们在程序中处理好报文数据的大小

关于TCP和UDP那点事儿
1、基于连接和非连接的
2、对系统资源的消耗多和少
3、TCP程序结构复杂、UDP程序结构简单明了
4、数据流模式的数据和数据报模式的数据
5、TCP是可靠的传输协议，UDP是不可靠的传输协议

2.UDP编程API简单了解

socket(family, type)：用于表示网络连接的socket对象
family：socket.AF_INET用于表示使用IPv4地址
type：socket.SOCK_DGRAM表示使用数据报模式

s.bind(（ip, port）)：用于将套接字对象s和对应ip的主机及端口port绑定
注意：参数是一个元组

s.recvfrom（buffer）：用于从socket中接收数据的方法
参数buffer：用于接收数据的缓冲区大小
返回值：得到客户端发送的消息和客户端的主机地址等信息

s.sendto（data, address）：用于发送数据的方法
参数data：要发送的数据
参数address：数据发送的目的地地址

s.close（）用于关闭套接字对象
使用完之后，一定要记得关闭网络套接字对象，释放系统资源哦

3. UDP服务端编程

和TCP网络编程一样，首先我们先开发服务端程序
服务端的程序开发步骤：首先创建表示网络传输的套接字对象socket()；其次绑定对应的主机IP地址和端口号；接下来就可以进行消息的收发处理了；最后关闭套接字对象释放系统资源

UDP服务端编程

# 引入socket模块
import socket

# 创建socket对象
sc = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# 绑定主机端口
sc.bind(("", 9999))

# 开始收发消息
data = True
while data:
    # 接收客户端发送的消息
    data, addr = sc.recvfrom(1024)
    if "bye" == data.decode("UTF-8"):
        print("结束通话")
        break
    print("客户端发来消息：%s" % data.decode("UTF-8"))

    # 发送消息
    data = input("请输入要发送给客户端的消息：")
    sc.sendto(data.encode("UTF-8"), addr)

# 关闭套接字对象
sc.close()

4. UDP客户端编程

相对于服务端的编程，客户端编程非常简单，创建一个连接服务器的套接字对象，就可以直接进行数据收发处理了

UDP客户端编程处理

import socket
# 创建socket套接字对象
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# 开始收发消息
data = input("请输入要发送给服务器的消息：")
while data:
    # 发送消息
    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("结束通话")
        break;
    print("服务器%s发来消息：%s" % (addr, data.decode("UTF-8")))
    data = input("请输入要发送给服务器的消息：")

# 关闭套接字对象
client.close()

运行上面的服务端程序和客户端程序，就可以实现服务端和客户端之间的数据通信了。和TCP不同的是，大家可以通过上面的程序进行测试，当服务端或者客户端一方的程序结束时，不会影响另一方的程序运行。

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