python 基于UDP协议套接字通信的实现

脚本专栏 2024/12/23 佚名

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一、UPD实现单用户通信

服务端：

'''
from socket import *

server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
	- 这里代指的是一种数据报协议，数据报协议指的就是udp协议(补充: 数据报就是自己utp协议中有自己的头，有自己的数据部分)

server.bind('IP', PORT)

bytes类型的数据, client_addr = server.recvfrom(1024)
  - client_addr是一个2元组的形式: 第一个参数是客户端的IP地址, 第二个参数是客户端发送数据进程软件的端口号.

server.sendto(bytes类型处理过后的数据, client_addr)

server.close()
'''
from socket import *
server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
IP_PORT=('127.0.0.1',8123)
server.bind(IP_PORT)
while True:
  print("server wait...")
  data_bytes,client_addr=server.recvfrom(1024)
  server.sendto(data_bytes.upper(),client_addr)
  print('data_bytes:', data_bytes)
  print('client_addr:', client_addr)
server.close()

客户端：

'''
from socket import *

client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)

client.sendto(bytes类型的数据, ('服务端IP', 服务端端口))

data_bytes, client_addr = client.recvfrom(1024)

client.close()
'''
import socket

client = socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_DGRAM)
IP_PORT=('127.0.0.1',8123)
while True:
  msg=input("请输入要发送的消息》》》").strip()
  client.sendto(msg.encode("utf-8"),IP_PORT)
  data_bytes,server_addr=client.recvfrom(1024)
  print("data_bytes:",data_bytes)
  print("server_addr:",server_addr)
client.close()

UDP是无链接的，先启动哪一端都不会报错
UDP协议是数据报协议，发空的时候也会自带报头，因此客户端输入空，服务端也能收到

二、UDP普遍无粘包问题

服务端：

import socket

server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # 数据报协议-》udp
server.bind(('127.0.0.1', 8084))

data, client_addr = server.recvfrom(1024) # b'hello'==>b'h'
print('第一次：', client_addr, data)

data, client_addr = server.recvfrom(1024) # b'world' =>b'world'
print('第二次：', client_addr, data)
#
data,client_addr=server.recvfrom(1024)
print('第三次：',client_addr,data)

server.close()

客户端

import socket

client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # 数据报协议-》udp

client.sendto('hello'.encode('utf-8'), ('127.0.0.1', 8084))
client.sendto('world'.encode('utf-8'), ('127.0.0.1', 8084))
client.sendto(''.encode('utf-8'),('127.0.0.1',8084))

client.close()

UDP协议一般不用于传输大数据
UDP普遍虽然没有粘包问题，但是并不能替代TCP，因为UDP协议有一个缺陷：如果发送数据的途中发生数据丢失，则数据就真的丢失了，而TCP协议就不会有这种缺陷，因此一般UDP用于一些无关紧要的数据发送，例如QQ、微信聊天等…

三、总结：UDP与TCP的区别

区别一：UDP协议不会因为客户端发送的数据为空，从而导致客户端和服务端发生异常。
区别二：UDP协议服务端不会因为客户端强制断开连接，从而导致服务端发生异常

UDP协议叫数据报协议，什么叫数据报？报就分成头和数据两部分, 它是一个完整的整体. 它不是单纯的数据
举个例子: 基于UDP协议发送的数据, 每次的发都是一个集装箱过去，并不是空的，所以，你的数据看起来是空，但是我会在数据报的基础上，对你的数据进行一个处理，所以说服务端收到的并不是空.
数据报的概念: 当客户端发送的数据虽然是空，但是数据报会以一个集装箱的样子给你发送到服务端过去，因此服务端收到的，其实并不是空的数据, 服务端收到的还有客户端的Ip和端口

四、案例

1、基于UDP协议实现时间格式化服务器

服务端

from socket import *
from time import strftime

server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
server.bind(("127.0.0.1",8908))
print("server run...")
while True:
  msg,addr=server.recvfrom(1024)
  print(f"[{addr[0]}]链接成功")
  if not msg:
    fmt = "%Y-%m-%d %X"
  else:
    fmt=msg.decode("utf-8")
  time_fmt=strftime(fmt)
  server.sendto(time_fmt.encode("utf-8"),addr)

客户端

from socket import *
client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
print("输入时间格式，返回格式化后的时间")
ip_port=("127.0.0.1",8908)
while True:
  inp=input("请输入时间格式（例：%Y-%m-%d）>:").strip()
  client.sendto(inp.encode("utf-8"),ip_port)
  date=client.recv(1024)
  print(date.decode("utf-8"))

2、基于udp协议是实现米聊功能

注意：聊天是客户端与客户端进行的聊天，客户端把数据发送到了服务端，再有服务端转发到客户端，这样就是实现了客户端与客户端之间的的聊天。

需求：基于UDP协议是实现一个多用户通信，可回多个客户端的信息, 回完一个紧接着可回下一个, 不需要连接

服务端：

#_*_coding:utf-8_*_
__author__="淘小欣"
import socket
ip_port = ('127.0.0.1', 8081)
UDP_server_sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) #买手机
UDP_server_sock.bind(ip_port)
print("Server...")
while True:
  ml_msg, addr = UDP_server_sock.recvfrom(1024)
  print('来自[%s:%s]的一条消息:\033[1;44m%s\033[0m' %
     (addr[0], addr[1], ml_msg.decode('utf-8')))
  back_msg = input('回复消息: ').strip()

  UDP_server_sock.sendto(back_msg.encode('utf-8'), addr)

客户端一：

#_*_coding:utf-8_*_
__author__="淘小欣"
import socket
BUFSIZE=1024
UDP_client_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
MiLiao_name_dic={
  "淘小欣":("127.0.0.1",8881),
  "shawn":("127.0.0.1",8881),
  "派大星":("127.0.0.1",8881),
  "派大星的真心话":("127.0.0.1",8881)
}
while True:

  ml_name = input('请选择聊天对象: ').strip()
  while True:
    msg = input('请输入消息,回车发送: ').strip()
    if msg == 'quit': break
    if not msg or not ml_name or ml_name not in MiLiao_name_dic: continue
    UDP_client_socket.sendto(msg.encode('utf-8'), MiLiao_name_dic[ml_name])

    back_msg, addr = UDP_client_socket.recvfrom(BUFSIZE)
    print('来自[%s:%s]的一条消息:\033[1;44m%s\033[0m' %
       (addr[0], addr[1], back_msg.decode('utf-8')))

UDP_client_socket.close()

客户端二：

#_*_coding:utf-8_*_
__author__="淘小欣"
import socket
BUFSIZE=1024
UDP_client_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
MiLiao_name_dic={
  "淘小欣":("127.0.0.1",8881),
  "shawn":("127.0.0.1",8881),
  "派大星":("127.0.0.1",8881),
  "派大星的真心话":("127.0.0.1",8881)
}
while True:

  ml_name = input('请选择聊天对象: ').strip()
  while True:
    msg = input('请输入消息,回车发送: ').strip()
    if msg == 'quit': break
    if not msg or not ml_name or ml_name not in MiLiao_name_dic: continue
    UDP_client_socket.sendto(msg.encode('utf-8'), MiLiao_name_dic[ml_name])

    back_msg, addr = UDP_client_socket.recvfrom(BUFSIZE)
    print('来自[%s:%s]的一条消息:\033[1;44m%s\033[0m' %
       (addr[0], addr[1], back_msg.decode('utf-8')))

UDP_client_socket.close()

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