Python实现UDP与TCP通信的示例详解

2023-03-23 17:03:38 示例通信详解

1. UDP

UDP是一种无连接的、不可靠的传输协议，相比于TCP，UDP具有数据传输速度快、传输延迟小等优点，但是不保证数据的可靠传输，需要应用层进行数据重传、校验等处理。

下面是一个简单的UDP发送示例代码：

import Socket

UDP_IP = '127.0.0.1'   # 目标IP地址
UDP_PORT = 5005        # 目标端口号
MESSAGE = b"Hello, World!"   # 要发送的数据

# 创建UDP套接字
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# 发送数据
sock.sendto(MESSAGE, (UDP_IP, UDP_PORT))

# 关闭套接字
sock.close()

下面是一个简单的UDP接收示例代码：

import socket

UDP_IP = '127.0.0.1'   # 监听IP地址
UDP_PORT = 5005        # 监听端口号

# 创建UDP套接字
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# 绑定套接字到指定IP地址和端口号
sock.bind((UDP_IP, UDP_PORT))

# 接收数据
data, addr = sock.recvfrom(1024)   # 一次最多接收1024字节的数据

print("Received message:", data)

# 关闭套接字
sock.close()

需要注意的是，在UDP通信中，由于数据包的大小限制，可能需要对发送的数据进行分片处理，同时也需要对接收到的数据进行缓存和拼接处理，以保证数据的完整性。

在IPv4网络中，UDP数据包的最大长度为64KB（65535字节），其中包括IP头部和UDP头部的大小。在实际应用中，由于网络设备和操作系统的限制，UDP数据包的大小通常会受到一些限制。例如，某些路由器和防火墙可能会限制UDP数据包的最大长度，而一些操作系统也可能会对UDP数据包进行一些限制。

在使用UDP进行数据传输时，需要注意数据包的大小限制，尽量避免发送过大的数据包。可以使用getsockopt()方法查询系统对UDP数据包大小的限制，例如：

import socket

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
max_size = sock.getsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_SNDBUF)
print(f"Max size of UDP packet: {max_size} bytes")

2. TCP

TCP是一种可靠的、面向连接的传输协议，提供了数据传输的可靠性和完整性保障，但是传输效率相对较低。

下面是一个简单的TCP服务端和客户端示例代码：

TCP服务端：

import socket

# 设置IP地址和端口号
IP = '127.0.0.1'
PORT = 8888

# 创建TCP套接字
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 绑定IP地址和端口号
sock.bind((IP, PORT))

# 开始监听
sock.listen(1)

print(f"Server listening on {IP}:{PORT}...")

# 接受客户端连接
conn, addr = sock.accept()
print(f"Connected by {addr[0]}:{addr[1]}")

# 接收数据
data = conn.recv(1024)
print(f"Received data: {data.decode()}")

# 发送数据
msg = b"Hello, Client!"
conn.sendall(msg)

# 关闭连接
conn.close()

TCP客户端：

import socket

# 设置IP地址和端口号
IP = '127.0.0.1'
PORT = 8888

# 创建TCP套接字
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 连接服务器
sock.connect((IP, PORT))

# 发送数据
msg = b"Hello, Server!"
sock.sendall(msg)

# 接收数据
data = sock.recv(1024)
print(f"Received data: {data.decode()}")

# 关闭连接
sock.close()

需要注意的是，在TCP通信中，数据的传输需要通过连接来进行，因此需要先建立连接，然后进行数据传输，最后再关闭连接。由于TCP是面向连接的传输协议，因此需要进行三次握手等复杂的连接建立过程，相比于UDP效率较低，但是可靠性更高。

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