网络概念与UDP编程

Tue, 12 Jul 2022 14:37:29 +0800

1. 网络基础概念

1.1 网络定义

电路网络：由电子元件组成的信号传输系统
三大网络：
1. 电信网络
2. 有线电视网络
3. 计算机网络（互联网）

1.2 网络层次


网络体系结构：
- 应用层
- 传输层
- 网际层（网络层）
- 网络接口层（链路层）

2. 本地服务器配置

2.1 快速启动HTTP服务


# Python 2
python -m SimpleHTTPServer 8080

# Python 3
python -m http.server 8080

# 访问地址
http://127.0.0.1:8080  # 本机回环地址
http://localhost:8080   # 本机域名

3. Socket编程基础

3.1 Socket类型


import socket

# 创建Socket对象
# 本地进程通信
unix_socket = socket.socket(socket.AF_UNIX)

# 网络通信
inet_socket = socket.socket(socket.AF_INET)

# 协议类型
tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # TCP协议
udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)   # UDP协议

3.2 Socket地址族

地址族	说明	用途
AF_UNIX	本地通信	同一台计算机进程间通信
AF_INET	IPv4网络	互联网通信
AF_INET6	IPv6网络	下一代互联网通信

4. UDP通信

4.1 UDP特点

无连接通信协议
支持广播发送
数据包大小限制（64KB）
不保证可靠传输
不保证数据顺序

4.2 基本UDP通信示例


import socket

# 创建UDP Socket
udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# 绑定本地地址和端口
local_addr = ('', 8888)  # 空字符串表示本机所有IP
udp_socket.bind(local_addr)

# 发送数据
target_addr = ('192.168.1.100', 8888)
message = "Hello, UDP!"
udp_socket.sendto(message.encode('utf-8'), target_addr)

# 接收数据
while True:
    data, addr = udp_socket.recvfrom(1024)  # 缓冲区大小1024字节
    print(f"从{addr}接收到: {data.decode('utf-8')}")

# 关闭Socket
udp_socket.close()

4.3 端口绑定


# 服务端绑定固定端口
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
server_socket.bind(('', 80))  # 绑定80端口

# 客户端使用随机端口
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
# 系统自动分配端口

5. 通信模式

5.1 通信方式对比

模式	特点	类比
单工	单向传输	广播
半双工	双向交替传输	对讲机
全双工	双向同时传输	电话

5.2 数据编解码


# 发送数据编码
message = "你好"
encoded_data = message.encode('utf-8')

# 接收数据解码
decoded_data = received_data.decode('utf-8')

# 支持的编码
encodings = ['utf-8', 'gb2312', 'ascii']

6. 最佳实践

6.1 Socket编程建议

始终使用 with 语句管理socket
设置适当的超时时间
正确处理异常
及时关闭不用的socket

6.2 示例代码


import socket

def create_udp_server(host='', port=8888):
    with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) as server:
        server.bind((host, port))
        server.settimeout(60)  # 60秒超时
        try:
            while True:
                data, addr = server.recvfrom(1024)
                if not data:
                    break
                # 处理数据
                process_data(data, addr)
        except socket.timeout:
            print("服务器超时")
        except Exception as e:
            print(f"发生错误: {e}")

6.3 安全建议

验证数据来源
限制数据包大小
实现超时机制
做好错误处理
考虑加密传输

Pysocket

Thu, 10 Mar 2022 15:46:40 +0800

Socket on 学无止境

网络概念与UDP编程

1. 网络基础概念

1.1 网络定义

1.2 网络层次

2. 本地服务器配置

2.1 快速启动HTTP服务

3. Socket编程基础

3.1 Socket类型

3.2 Socket地址族

4. UDP通信

4.1 UDP特点

4.2 基本UDP通信示例

4.3 端口绑定

5. 通信模式

5.1 通信方式对比

5.2 数据编解码

6. 最佳实践

6.1 Socket编程建议

6.2 示例代码

6.3 安全建议

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