python udp通信详解

╰+攻爆jí腚メ 2024-04-17 05:39 84阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  socket简介
 *   *   *  1. 不同电脑上的进程之间如何通信
         *  2. 什么是socket
         *  3. 创建socket
 *  udp网络程序-发送、接收数据
 *   *   *  通信模板
         *  发送数据
         *  接收数据
         *  编码转换
         *  udp绑定信息
 *  udp聊天器

# socket简介 #

### 1. 不同电脑上的进程之间如何通信 ###

首要解决的问题是如何唯一标识一个进程，否则通信无从谈起！

在1台电脑上可以通过进程号（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协议族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（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**

> 注意： 所谓进程指的是：运行的程序以及运行时用到的资源这个整体称之为进程  
> 所谓进程间通信指的是：运行的程序之间的数据共享 后面课程中会详细说到，像网络层等知识，不要着急

### 2. 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一个主要不同是：

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

例如我们每天浏览网页、QQ 聊天、收发 email 等等![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2k2MjIzNjcx_size_16_color_FFFFFF_t_70]

### 3. 创建socket ###

在 Python 中 使用socket 模块的函数 socket 就可以完成：

import socket
    socket.socket(AddressFamily, Type)

**说明：**

>  *  函数 socket.socket 创建一个 socket，该函数带有两个参数：
>  *  Address Family：可以选择 AF\_INET（用于 Internet 进程间通信） 或者
>  *  AF\_UNIX（用于同一台机器进程间通信）,实际工作中常用AF\_INET Type：套接字类型，可以是  
>     SOCK\_STREAM（流式套接字，主要用于 TCP 协议）或者 SOCK\_DGRAM（数据报套接字，主要用于 UDP 协议）

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()

> 说明
> 
>  *  List item
>  *  套接字使用流程 与 文件的使用流程很类似
>  *  创建套接字
>  *  使用套接字收/发数据
>  *  关闭套接字

# udp网络程序-发送、接收数据 #

### 通信模板 ###

创建一个基于udp的网络程序流程很简单，具体步骤如下：

1.  创建客户端套接字
2.  发送/接收数据
3.  关闭套接字  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2k2MjIzNjcx_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

### 发送数据 ###

#coding=utf-8
    
    from socket import *
    
    # 1. 创建udp套接字
    udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
    
    # 2. 准备接收方的地址
    # '192.168.1.103'表示目的ip地址
    # 8080表示目的端口
    dest_addr = ('192.168.1.103', 8080)  # 注意 是元组，ip是字符串，端口是数字
    
    # 3. 从键盘获取数据
    send_data = input("请输入要发送的数据:")
    
    # 4. 发送数据到指定的电脑上的指定程序中
    udp_socket.sendto(send_data.encode('utf-8'), dest_addr)
    
    # 5. 关闭套接字
    udp_socket.close()

### 接收数据 ###

#coding=utf-8
    
    from socket import *
    
    # 1. 创建udp套接字
    udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
    
    # 2. 准备接收方的地址
    dest_addr = ('192.168.236.129', 8080)
    
    # 3. 从键盘获取数据
    send_data = input("请输入要发送的数据:")
    
    # 4. 发送数据到指定的电脑上
    udp_socket.sendto(send_data.encode('utf-8'), dest_addr)
    
    # 5. 等待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
    
    # 6. 显示对方发送的数据
    # 接收到的数据recv_data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
    print(recv_data[0].decode('gbk'))
    print(recv_data[1])
    
    # 7. 关闭套接字
    udp_socket.close()

### 编码转换 ###

**str->bytes:encode编码  
bytes->str:decode解码**

>>> text = '我是文本'
    >>> text
    '我是文本'
    >>> print(text)
    我是文本
    >>> bytesText = text.encode()
    >>> bytesText
    b'\xe6\x88\x91\xe6\x98\xaf\xe6\x96\x87\xe6\x9c\xac'
    >>> print(bytesText)
    b'\xe6\x88\x91\xe6\x98\xaf\xe6\x96\x87\xe6\x9c\xac'
    >>> type(text)
    <class 'str'>
    >>> type(bytesText)
    <class 'bytes'>
    >>> textDecode = bytesText.decode()
    >>> textDecode
    '我是文本'
    >>> print(textDecode)
    我是文本

其中decode()与encode()方法可以接受参数，其声明分别为:

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

**注意:windows中中文默认编码是GBK,所以发送数据的时候要传入"gbk"编码的参数**

### udp绑定信息 ###

每重新运行一次网络程序，如果没有确定到底用哪个端口，系统默认会随机分配  
**记住一点：这个网络程序在运行的过程中，这个就端口唯一标识这个程序，所以如果其他电脑上的网络程序如果想要向此程序发送数据，那么就需要向这个数字（即端口）**

一般情况下，在一台电脑上运行的网络程序有很多，为了不与其他的网络程序占用同一个端口号，往往在编程中，udp的端口号一般不绑定

但是如果需要做成一个服务器端的程序的话，是需要绑定的

#coding=utf-8
    
    from socket import *
    
    # 1. 创建套接字
    udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
    
    # 2. 绑定本地的相关信息，如果一个网络程序不绑定，则系统会随机分配
    local_addr = ('', 7788) # ip地址和端口号，ip一般不用写，表示本机的任何一个ip
    udp_socket.bind(local_addr)
    
    # 3. 等待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
    
    # 4. 显示接收到的数据
    print(recv_data[0].decode('gbk'))
    
    # 5. 关闭套接字
    udp_socket.close()

总结

*  一个udp网络程序，可以不绑定，此时操作系统会随机进行分配一个端口，如果重新运行此程序端口可能会发生变化
 *  一个udp网络程序，也可以绑定信息（ip地址，端口号），如果绑定成功，那么操作系统用这个端口号来进行区别收到的网络数据是否是此进程的

# udp聊天器 #

import socket
    
    
    def send_msg(udp_socket):
        """获取键盘数据，并将其发送给对方"""
        # 1. 从键盘输入数据
        msg = input("\n请输入要发送的数据:")
        # 2. 输入对方的ip地址
        dest_ip = input("\n请输入对方的ip地址:")
        # 3. 输入对方的port
        dest_port = int(input("\n请输入对方的port:"))
        # 4. 发送数据
        udp_socket.sendto(msg.encode("utf-8"), (dest_ip, dest_port))
    
    
    def recv_msg(udp_socket):
        """接收数据并显示"""
        # 1. 接收数据
        recv_msg = udp_socket.recvfrom(1024)
        # 2. 解码
        recv_ip = recv_msg[1]
        recv_msg = recv_msg[0].decode("utf-8")
        # 3. 显示接收到的数据
        print(">>>%s:%s" % (str(recv_ip), recv_msg))
    
    
    def main():
        # 1. 创建套接字
        udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
        # 2. 绑定本地信息
        udp_socket.bind(("", 7890))
        while True:
            # 3. 选择功能
            print("="*30)
            print("1:发送消息")
            print("2:接收消息")
            print("="*30)
            op_num = input("请输入要操作的功能序号:")
    
            # 4. 根据选择调用相应的函数
            if op_num == "1":
                send_msg(udp_socket)
            elif op_num == "2":
                recv_msg(udp_socket)
            else:
                print("输入有误，请重新输入...")
    
    if __name__ == "__main__":
        main()

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2k2MjIzNjcx_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/11/c28e162107574a3f858af233b2bdf253.png
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