Python网络编程-----UDP协议

要进行网络间的通信，首先要唯一标识一个进程，利用前面提到的IP和端口号我们可以唯一的标识一个进程。⽤这个标志与其它进程进⾏交互。这个就是网络编程，又称为socket(简称为套接字)编程。

1. socket对象的创建

socket(简称套接字)是进程间通信的⼀种⽅式，在Python中我们用socket模块来实现网络编程，在socket模块中一个socket函数可以创建socket对象。其中有两个参数，第一个参数可以选择AF_INET（用于Internet进程间通信）或AF_UNIX（用于同一台机器间进程的通信），实际工作中常用前者，因为前者也能实现同一台机器间进程的通信，第二个参数是套接字类型，可以是SOCK_STREAM（流式套接字，主要用于TCP协议）或SOCK_DGRAM（数据报套接字，主要用于UDP协议）

import socket
s = socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_DGRAM)

2. UDP协议

UDP（User Datagram Protocol）：用户数据播报协议，是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。UDP不提供可靠性，它只把应用程序传给IP层的数据发送出去，但不能保证他们能达到目的地。由于UDP在发送数据前不在客户与服务器间建立一个连接，且没有超时重发等级制，故而传输速度极快。

UDP是一种面向无连接的协议，每次数据播报都是一个独立的信息，包括完整的源地址和目的地址，它在网络上以任何可能的路径传往目的地，至于能否达到目的地以及内容的正确性不能保证。

UDP可以实现广播发送。UDP传输数据时有大小限制，每个传输的数据包必须限定在64KB之内。UDP适用于语音播报、视频会议系统、QQ消息文件的上传和下载、TFTP、SNMP等。

3. 实现UDP客户端的数据传输和接受

创建一个UDP客户端程序的流程如下：1.创建客户套接字 2.发送和接受数据 3.关闭套接字

1.不绑定IP和端口

UDP传输数据时以gbk编码传输，接受到的信息要进行解码

import socket
# 创建socket对象
ss = socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_DGRAM)
# 对方的IP和接收数据的端口组成的套接字 用来发送信息
address = ("192.168.14.30", 8080)
msg = input("输入发送的内容：")
# 发送信息
ss.sendto(msg.encode("gbk"), address)
# 接受对方发送过来的信息 限制传输的数据的大小 返回的是(msg, (ip, port))
# msg对方传输的数据 ip对方的ip port对方传输数据的端口
data = ss.recvfrom(1024)
print("接受来自于{} {}的信息：{}".format(data[1][0], data[1][1], msg.decode("gbk")))
# 关闭连接
ss.close()

2. 绑定IP和端口

如果仅仅是用于发送信息的话不用绑定端口，但想要接受信息必须绑定端口，

import socket
# 创建socket对象
ss = socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_DGRAM)
# ""指的是本机
ss.bind("", 8081)
# 对方的IP和接收数据的端口组成的套接字 用来发送信息
address = ("192.168.14.30", 8080)
msg = input("输入发送的内容：")
# 发送信息
ss.sendto(msg.encode("gbk"), address)
# 接受对方发送过来的信息 限制传输的数据的大小 返回的是(msg, (ip, port))
# msg对方传输的数据 ip对方的ip port对方传输数据的端口
data = ss.recvfrom(1024)
print("接受来自于{} {}的信息：{}".format(data[1][0], data[1][1], msg.decode("gbk")))
# 关闭连接
ss.close()

3. 向UDP协议的软件发送信息

发送信息的格式如下：版本号:包编号:发送者姓名:发送者机器名:命令字:消息

这是个死循环，循环发送信息，很容易造成敌方软件死机，慎用。

import socket

s = socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_DGRAM)
address = ("192.168.14.4", 2425)

try:
    while True:
        # msg = input("请输入你要发送的信息：")
        data = "1:12323434:垃圾胖子:QIKU-20180502BU:32:{}".format("垃圾胖子就是垃圾")
        s.sendto(data.encode("gbk"), address)
except Exception as e:
    print("发送错误，错误信息是", e)
finally:
    s.close()

4.UDP广播

向当前网段的2425端口循环发送广播，这个没有实现成功，但程序运行不报错。

udp = socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_DGRAM)
udp.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_BROADCAST, 1)
addr = ("<broadcast>", 2425)
while True:
    msg = input(">>>")
    udp.sendto(msg.encode("gbk"), addr)
i = 0
while i < 10:
    (buf, address) = udp.recvfrom(2048)
    print("接收到%s=====>%s" % (address, buf.decode("gbk")))
    i += 1
udp.close()
print("successful")

4 UDP多线程编程

from threading import Thread, Lock


def send_msg(ip="192.168.14.30", port=8888):
    import socket
    s = socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_DGRAM)
    tup = (ip, port)
    while True:
        # print(">>>", end="")
        con = input("")
        if con != "q":
            s.sendto(con.encode("gbk"), tup)
        else:
            break
    s.close()


def rec_msg(ip="192.168.14.30", port=8889):
    import socket
    ss = socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_DGRAM)
    # 绑定ip和端口用于接受信息
    ss.bind((ip, port))
    while True:
        # 限制每秒接受的每件的大小
        rec = ss.recvfrom(1024)
        msg = rec[0].decode("gbk")
        if msg != "q":

            print("\n{}>>>".format(rec[1][0]), msg)
        else:
            print(">>>", "通话结束")
            break
    ss.close()


# 用多线程实现发送消息和接受消息
if __name__ == '__main__':
    t1 = Thread(target=send_msg, args=["192.168.14.30", 8889])
    t2 = Thread(target=rec_msg, args=["192.168.14.30", 8890])
    t1.start()
    t2.start()

5.用协程实现UDP传输数据

def send_msg(ip="192.168.14.30", port=8888):
    import socket
    s = socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_DGRAM)
    tup = (ip, port)
    while True:
        print(">>>", end="")
        con = input("")
        if con != "q":
            s.sendto(con.encode("gbk"), tup)
            yield 0
        else:
            break
    s.close()


def rec_msg(ip="192.168.14.30", port=8889):
    import socket
    ss = socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_DGRAM)
    # 绑定ip和端口用于接受信息
    ss.bind((ip, port))
    while True:
        # 限制每秒接受的每件的大小
        rec = ss.recvfrom(1024)
        # rec=(b'\xbb\xd8\xd2\xe4\xd7\xdc\xcf\xeb\xbf\xde\xa3\xac\xd2\xbb\xb8\xf6\xc8\
        # xcb\xb5\xc4\xd0\xd2\xb8\xa3\r\n', ('192.168.14.30', 8888))
        # print(rec)
        msg = rec[0].decode("gbk")

        if msg != "q":
            print("\n{}>>>".format(rec[1][0]), msg)
            yield 0
        else:
            print(">>>", "通话结束")
            break

    ss.close()


if __name__ == '__main__':
    t1 = send_msg()
    t2 = rec_msg()
    while True:
        next(t1)
        next(t2)

用协程实现UDP传输数据时，是双方轮流发送信息交流，若轮到一方发送信息，但它不发送信息，那么另一方不能发送信息。在用进程实现UDP数据传输时，由于进程间不支持input语句无法实现信息的输入，所以实现UDP传输数据用多线程最好。