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Python网络编程之UDP协议

扎眼的阳光 • • Python • 阅读 57

Hello，大家好。本期来和大家一起学习一下网络编程UDP的相关知识。

基础知识补充

ip

ip地址：用来在网络中标记一台电脑，在本地局域网上是唯一的。

查看电脑ip地址：ipconfig（win）/ifconfig（linux/mac）

端口

端口：设备与外界通讯交流的出口

一共有65536个(0 – 65535) 端口

知名端口是众所周知的端口号。范围从0到1023

例如：443：HTTPS 80：HTTP …

动态端口一般不固定分配某种服务，而是动态分配。范围是从1024到65535

TCP/IP协议

TCP/IP协议是一个协议簇。里面包括了很多协议，之所以命名为TCP/IP协议，是因为TCP、IP协议是两个很重要的协议。

python网络编程用的两种协议：TCP、UDP通过这两种协议将字节码进行网络传输的。

Python编码转换

str->bytes:encode（编码）

bytes->str:decode（解码）

使用方式：

bytes.decode(encoding="utf-8", errors="strict")
str.encode(encoding="utf-8", errors="strict")

errors：错误的处理方案。

encoding：解码编码过程中使用的编码(此处指“编码方案”是名词)

示例：

text = '我是文本'

bytesText = text.encode(encoding="utf-8", errors="strict")
print(bytesText)  # b'\xe6\x88\x91\xe6\x98\xaf\xe6\x96\x87\xe6\x9c\xac'
strText = bytesText.decode(encoding="utf-8", errors="strict")
print(strText)  # 我是文本

socket套接字

不同电脑上的进程之间如何通信？

1台电脑上是通过进程号（PID）来唯一标识一个进程，但是在网络中这是行不通的。

其实TCP/IP协议已经帮我们解决了这个问题。

网络层的“ip地址”可以唯一标识网络中的主机，而传输层的“协议+端口”可以唯一标识主机中的应用进程。

这样利用ip地址+协议+端口就可以标识网络的进程了，网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互。

什么是socket？

socket（简称 套接字）是进程间通信的一种方式，它与其他进程间通信的主要不同是：

它能实现不同主机间的进程间通信，我们网络上各种各样的服务大多都是基于 socket 来完成通信的。

例如我们每天浏览的网页、QQ 聊天、收发 email 等等。

创建socket

套接字使用流程:

  • 创建套接字

  • 使用套接字收/发数据

  • 关闭套接字

import socket
socket_ = socket.socket(AddressFamily, Type)
# AddressFamily: socket.AF_INET(用于Internet进程之间通信)、socket.AF_UNIX(用于同一台机器进程间通信)
# Type：socket.SOCK_STREAM(tcp)、socket.SOCK_DGRAM(udp)

创建一个tcp socket（tcp套接字）

import socket

# 创建tcp的套接字
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# ...这里是使用套接字的功能（省略）...

# 不用的时候，关闭套接字
s.close()

创建一个udp socket（udp套接字）

import socket

# 创建udp的套接字
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# ...这里是使用套接字的功能（省略）...
 
# 不用的时候，关闭套接字
s.close()

UDP协议

概念

UDP是一种无连接的传输层协议，不提供可靠性，传输量小，传输速度较快。

创建UDP客户端

步骤：

  1. 创建客户端套接字

  1. 发送/接收数据

  1. 关闭套接字

python代码：

import socket


def main():
    #  1.创建udp套接字
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

    # 可选(接收时的端口 ('',端口))
    local_address = ('', 8080)
    udp_socket.bind(local_address)

    while True:
        # 2.发送数据到指定的电脑
        send_data = input('请输入你要发送的数据:')
        udp_socket.sendto(send_data.encode('utf-8'), ('192.168.5.132', 6666))
        if send_data == 'exit':
            break

        # 可选(接收对方发送的数据)
        recv_data = udp_socket.recvfrom(1024)  # 1024表示本次接收的最大字节数
        recv_msg = recv_data[0].decode('utf-8')
        recv_address = recv_data[1]
        print('当前客户端地址：{}，当前接受的信息是：{}'.format(recv_address, recv_msg))

    # 3.关闭套接字
    udp_socket.close()


if __name__ == '__main__':
    main()

创建UDP服务端

  1. 创建客户端套接字

  1. 绑定ip和端口

  1. 接收/发送数据

  1. 关闭套接字python代码：

import socket


def main():
    #  1.创建udp套接字
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

    # 2.必须选择接收时的ip和端口 (ip,端口)
    local_address = ('192.168.5.132', 6666)
    udp_socket.bind(local_address)

    while True:
        # 3.接收对方发送的数据
        recv_data = udp_socket.recvfrom(1024)
        recv_msg = recv_data[0].decode('utf-8')
        recv_address = recv_data[1]
        print('当前客户端地址：{}，当前接受的信息是：{}'.format(recv_address, recv_msg))

        # 可选(发送数据到指定的电脑)
        send_data = input('请输入你要发送的数据:')
        udp_socket.sendto(send_data.encode('utf-8'), ('192.168.2.4', 8080))
        if send_data == 'exit':
            break
    # 4.关闭套接字
    udp_socket.close()


if __name__ == '__main__':
    main()

实战案例：

如果是两台电脑的话：

客户端（192.168.2.4):

import socket


def main():
    #  1.创建udp套接字
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

    # 可选(接收时的端口 ('',端口))
    local_address = ('', 8080)
    udp_socket.bind(local_address)

    while True:
        # 2.发送数据到指定的电脑
        send_data = input('请输入你要发送的数据:')
        udp_socket.sendto(send_data.encode('utf-8'), ('192.168.5.132', 6666))
        if send_data == 'exit':
            break

        # 可选(接收对方发送的数据)
        recv_data = udp_socket.recvfrom(1024)  # 1024表示本次接收的最大字节数
        recv_msg = recv_data[0].decode('utf-8')
        recv_address = recv_data[1]
        print('当前客户端地址：{}，当前接受的信息是：{}'.format(recv_address, recv_msg))

    # 3.关闭套接字
    udp_socket.close()


if __name__ == '__main__':
    main()

服务端（192.168.5.132）：

import socket


def main():
    #  1.创建udp套接字
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

    # 2.必须选择接收时的ip和端口 (ip,端口)
    local_address = ('192.168.5.132', 6666)
    udp_socket.bind(local_address)

    while True:
        # 3.接收对方发送的数据
        recv_data = udp_socket.recvfrom(1024)
        recv_msg = recv_data[0].decode('utf-8')
        recv_address = recv_data[1]
        print('当前客户端地址：{}，当前接受的信息是：{}'.format(recv_address, recv_msg))

        # 可选(发送数据到指定的电脑)
        send_data = input('请输入你要发送的数据:')
        udp_socket.sendto(send_data.encode('utf-8'), ('192.168.2.4', 8080))
        if send_data == 'exit':
            break
    # 4.关闭套接字
    udp_socket.close()


if __name__ == '__main__':
    main()

效果演示：

客户端（192.168.2.4)

服务端（192.168.5.132）

如果是单台电脑的话：

客户端（192.168.2.4）:

import socket


def main():
    #  1.创建udp套接字
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

    # 可选(接收时的端口 ('',端口))
    local_address = ('', 8080)
    udp_socket.bind(local_address)

    while True:
        # 2.发送数据到指定的电脑
        send_data = input('请输入你要发送的数据:')
        udp_socket.sendto(send_data.encode('utf-8'), ('192.168.2.4', 6666))
        if send_data == 'exit':
            break

        # 可选(接收对方发送的数据)
        # recv_data = udp_socket.recvfrom(1024)  # 1024表示本次接收的最大字节数
        # recv_msg = recv_data[0].decode('utf-8')
        # recv_address = recv_data[1]
        # print('当前客户端地址：{}，当前接受的信息是：{}'.format(recv_address, recv_msg))

    # 3.关闭套接字
    udp_socket.close()


if __name__ == '__main__':
    main()

服务端（192.168.2.4）:

import socket


def main():
    #  1.创建udp套接字
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

    # 2.必须选择接收时的ip和端口 (ip,端口)
    local_address = ('192.168.2.4', 6666)
    udp_socket.bind(local_address)

    while True:
        # 3.接收对方发送的数据
        recv_data = udp_socket.recvfrom(1024)
        recv_msg = recv_data[0].decode('utf-8')
        recv_address = recv_data[1]
        print('当前客户端地址：{}，当前接受的信息是：{}'.format(recv_address, recv_msg))

        # 可选(发送数据到指定的电脑)
        # send_data = input('请输入你要发送的数据:')
        # udp_socket.sendto(send_data.encode('utf-8'), ('192.168.2.4', 8080))
        # if send_data == 'exit':
        #     break
    # 4.关闭套接字
    udp_socket.close()


if __name__ == '__main__':
    main()

效果演示：

客户端（192.168.2.4）

服务端（192.168.2.4）

下篇文章我们来一起探讨一下TCP。

（剧透：下篇文章更精彩好玩哦！）

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