socket之UDP

Posted 2021-02-14 wangyunlll

1.UDP通讯协议

UDP的使用

 

服务端
# import socket
# s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
# s.bind(("127.0.0.1",1688))
#
# while True:
#     data,addr = s.recvfrom(1024)
#     s.sendto(data.upper(),addr)
#     print(data)

#客户端
# import socket
# c = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
# addr = ("127.0.0.1",1688)
#
# while True:
#     msg = input(">>:")
#     c.sendto(msg.encode("utf-8"),addr)
#     data,addr = c.recvfrom(1024)
#     print(data,addr)

 

UDP在使用时需要修改socket的参数 第一个仍是 AF_INET 第二个 SOCK_DGGRAM

不需要建立连接 所以没有三次握手  四次挥手

1.修改sock的参数/2.不需要监听和接收请求

相同点：

服务器：都需要绑定 端口和ip

recv与recvfrom都是阻塞的

不同点：

服务器：不需要监听 和接受请求

客户端：不需要建立连接 直接发送即可

在UDP中  接收 recvfrom   发送  sendto

UDP是基于数据报的协议，发送和接收都是以数据报为单位   

当接收放缓冲区的长度小于数据报的长度 windows  会报异常  而linux不会，缓冲区有多大就接收多少

注意：UDP在使用时 必须保证接收的缓冲区大小 大于或等于  发送报的大小

由于缓冲区大小不可能无限大、所以UDP不适用数量较大的情空下 如果 一定使用UDP传输大量数据  需要自己对数据进行切割，和组装

UDP最大数据报  受数据帧大小限制  最大为1427字节

以下是计算方式：

1.在链路层，由以太网的物理特性决定了数据帧的长度为64+18-1500+18，其中的18是数据帧的头和尾，也就是说数据帧的内容最大为1500(不包括帧头和帧尾)，即MTU(Maximum Transmission Unit)为1500； 　
2.在网络层，因为IP包的首部要占用20字节，所以这的MTU为1500－20＝1480；　
3.在传输层，对于UDP包的首部要占用8字节，所以这的MTU为1480－8＝1472； 　　

所以，在应用层，你的Data最大长度为1472。当我们的UDP包中的数据多于MTU(1472)时，发送方的IP层需要分片fragmentation进行传输，而在接收方IP层则需要进行数据报重组，由于UDP是不可靠的传输协议，如果分片丢失导致重组失败，将导致UDP数据包被丢弃。

结论：当数据量较大时  需要TCP进行分层传输

 

 

基于UDP的时间服务器

 

#服务端
import socket
import time
s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
s.bind(("127.0.0.1",8888))
?
while True:
    data,addr = s.recvfrom(1024)
    data = data.decode("utf-8")
    t = time.strftime(data,time.localtime())
    s.sendto(t.encode("utf-8"),addr)

 

#客户端
import socket
c = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
c.sendto("%Y-%m-%d %H:%M:%S ".encode("utf-8"),("127.0.0.1",8888))
print(c.recvfrom(1024)[0])

 

UDP的应用之DNS

? 网络请求的具体流程

? 域名：

是给IP地址取的别名，同时为了查询名字与地址对应关系是更快，所以域名也划分了不同区域。
? 分类

1.1国际顶级域名：工商企业 .com . top   网络提供商 .net 非营利组织  。org  教育 .edu
? 1.2国际域名 中国  .cn    美国   .us       日本   .jp

但随之而来的问题是域名虽然简化了记忆，但是数据传输依然要依赖IP地址和端口，所以想要还要提供一个可以通过域名获取ip的机制，这就是DNS

DNS

全称域名解析服务器，其本质上就是一个大型数据库系统

DNS访问流程：

当我们要访问一个地址如www.baidu.com时

1.浏览器首先会询问本地DNS服务器(即网络运营商如电信，联通)，以获取对应的IP，

2.如果本地DNS中没有想要的记录，则本地DNS,会询问根(1级)域名服务器，全球有13台

根域名服务器中不可能存储全世界所有IP所以它仅存储顶级(2级)域名服务器的IP

例如：COM域主服务器的IP，NET域主服务器的IP

3.于是本地DNS得到COM域服务器IP后向其发送请求，

4.由于一个域名可以对应多个IP所以还需要向三级域名主机发出请求

5.最后将返回的IP信息缓存到本地DNS中备用

 

DNS的问题

这样一来就造成一个问题 当一个已存在的域名更换IP后在一段时间内是无法访问的，因为子域名服务器需要到达指定时间后才会自动刷新纪录

 

6.目前的问题

TCP中只能处理一个客户端的数据

UDP虽然看起来可以同时处理，但本质上也是按照顺序来处理的

为了提高用户访问速度，必需找到一种可以使得服务器可以同时处理多个客户端请求的能力

这就需要使用并发编程了