python网络编程 Socket介绍 UDP网络传输协议

先来想个问题，不同电脑上的进程之间如何通信？

首先通过ip地址找到网络中对应的电脑，然后通过传输协议和端口号来确定这个进程(运行起来的软件)，那么数据如何传输需要使用socket来完成，也就是进程之间通信使用socket。

运行的程序或者软件称之为进程，所谓进程间通信是指运行程序之间的数据共享。

所谓的网络编程，就是让在不同的电脑上的软件能够进行数据传递，即进程之间的通信。

1.网络传输方式

网络通信中根据数据发送方法进行分类，主要分为以下两种

面向无连接型
面向有连接型

2.socket

socket(套接字）是进程间通信的一个工具，它能实现把数据从A传输到B,完成不同主机上进程之间的通信，通俗讲socket就是完成不同电脑上进程之间通信的一个工具，负责运输进程之间的数据。

3.UDP

UDP(User Datagram Protocol)简称用户数据报协议，它是无连接的、不可靠的网络传输协议。udp属于传输层。udp网络传输协议就相当于现实生活中的写信。

udp特点：

无连接
资源开销小
传输速度快
传输数据量小，每个数据包最大是64K

udp优点：

传输速度快
不需要连接，资源开销小

udp缺点：

传输数据不可靠，容易丢失数据包
没有流量控制

udp的使用场景：

视频、音频等多媒体通信（即时通信）
包总量较少的通信（DNS)
限定于LAN等特定网络中的应用通信

UDP是一个简单的面向数据报的运输层协议。UDP不提供可靠性，它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去，但是并不能保证它们能到达目的地。由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接，且没有超时重发等机制，故而传输速度很快。

UDP不严格区分客户端与服务器。

创建一个基于udp的网络程序流程步骤：

创建客户端套接字
发送/接收数据
关闭套接字

utp创建流程

案例一 udp发送广播消息

import socket

if __name__ == '__main__':
    # 创建udp的套接字
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    # 默认udp套接字是不能发送广播消息的，需要开启广播选项
    # 1. SOL_SOCKET表示当前套接字
    # 2. SO_BROADCAST 表示广播选项
    # 3. True表示开启广播选项
    udp_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_BROADCAST, True)
    send_data = "大家好，我是与二月!".encode("gbk")
    # 发送数据
    # 192.168.131.255， 局域网的广播地址
    # 255.255.255.255 通用的广播地址
    udp_socket.sendto(send_data, ("192.168.131.255", 9090))
    # 关闭套接字
    udp_socket.close()

案例二 udp聊天器（单任务版）

import socket


# 显示功能菜单
def show_menu():
    # 显示程序的功能菜单
    print("-----------udp聊天器0.9------------")
    print("0. 退出")
    print("1. 发送数据")
    print("2. 接收数据")
    print("---------------------------------------")


# 发送数据
def send_msg(current_udp_socket):
    # 接收用户输入的数据
    send_content = input("请输入您要发送的内容:")
    # 对数据进行编码
    send_data = send_content.encode("gbk")
    # 发送数据
    current_udp_socket.sendto(send_data, ("192.168.42.62", 8080))


# 接收数据
def recv_msg(current_udp_socket):
    # 接收数据, 代码执行到recvfrom 会阻塞，直到收到对方的数据以后代码再继续往下执行
    # 接收到的数据是一个元组
    # 第1个元素是对方发送的数据
    # 第2个元素是对方的ip和端口
    recv_data, ip_port = current_udp_socket.recvfrom(1024)
    # 对二进制数据进行解码
    recv_content = recv_data.decode("gbk")
    print("接收到的数据为:", recv_content, ip_port)


if __name__ == '__main__':
    # 创建udp的套接字
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    # 给udp绑定端口号  ip地址和端口号以元组形式传递给bind()，ip一般不用写，表示本机的任何一个ip
    udp_socket.bind(("",9090))
    while True:
        show_menu()
        menu_option = input("请输入功能选项:")
        if menu_option == "1":
            send_msg(udp_socket)
        elif menu_option == "2":
            recv_msg(udp_socket)
        elif menu_option == "0":
            break
    # 关闭套接字
    udp_socket.close()

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