计算机网络再次整理————UDP例子[六]

前言

简单的说,UDP 没有 TCP 用的广泛,但是还有很多是基于UDP的程序的,故而简单介绍一下。

正文

秉承节约脑容量的问题,只做简单的介绍和例子,因为自己几乎也没怎么用过UDP。

只是了解和知晓其中的用途,那么设计方案的时候有特定的场景,那么可以参考。

UDP 和 TCP 最大的不同的地方是传输方式,不然他们也不会在传输层进行分叉。

UDP 不知道对方是否存在,那么会直接发送信息出去,对方也不会告诉你是否收到了,是否需要重传。

有些人把TCP 比作是接打电话,那么UDP就像是投递邮件了。

UDP 只要将对方的地址和写信的内容进行投递,那么网络基础设施就会帮我们把信件投递出去。

那么即使信件中途丢失,我们也是不知道的。我们能知道的是,我们的信是否交到了邮件员手中。

还有和TCP 一个最大的区别,我们收邮件的时候只需要放置一个邮箱。而我们同时接打电话的时候,需要多台电话机。

是的,如果是UDP 那么服务端只需要创建一个socket的。如果是TCP,那么一个客户端,服务端就要多创建一个socket了。

我们说UDP 是无序的、不可靠的、有数据边界的。

有数据边界的是因为UDP 不是流的,每对操作系统的UDP发送信息接口调用一次,那么就会发出去一次,也就是会进行一次网络io。

无序的,这个比较好理解,因为网络中路由的选择啊,算法啊,等等因素,那么可能发送1、2、3,收到的是3、1、2,或者其他组合。

那么说其是不可靠的,这个也比较好理解了,因为不像UDP那么复杂,没有那么多保障措施。

说起来UDP更加简单了,我们知道简单的东西在计算机上,基本意味这更快。

为什么UDP 更快呢?

  1. 收发数据前后进行的连接设置及清除过程。也就是连接和断开。

  2. 收发数据过程中为保证可靠性而添加的流控制。

那么是不是我们需要更快的传输就使用udp呢?这不是的,首先我们一定是首选tcp的,当tcp不满足我们的时候那么才使用udp。

也不要认为udp跟快,那么就使用udp能提高性能。

tcp和udp的速度差距不是我们想象的那么快,而tcp带来了可靠。如果是在传输数据量大的时候,我们的tcp和udp的速度是很接近的。

一般在传输视频的时候可以使用udp,因为即使有某段丢包,那么也就是卡帧的问题。

因为udp包里面的数据可以带时间,那么其顺序就没有那么重要,应用程序可以处理。

udp的场景,那么适合不在意包的顺序,同时对丢包没有那么敏感。当然udp也可以在应用层协议中有重传等保证数据的机制,但是这样为啥不直接使用tcp呢。

实验代码:
service:

// See https://aka.ms/new-console-template for more information

using System.Net;
using System.Net.Sockets;

var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);
var ipAddress = IPAddress.Parse("127.0.0.1");
EndPoint endPoint = new IPEndPoint(ipAddress, 8888);
socket.Bind(endPoint);
while (true)
{
    Console.WriteLine("开始接收");
    var receiveMessage = new Byte[1000];
    socket.Receive(receiveMessage);
    Console.WriteLine(System.Text.Encoding.UTF8.GetString(receiveMessage));
    Console.WriteLine("接收完毕");
}

client:


using System.Net;
using System.Net.Sockets;

var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);
var ipAddress = IPAddress.Parse("127.0.0.1");
EndPoint endPoint = new IPEndPoint(ipAddress, 8888);
socket.Connect(endPoint);
socket.Send(System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes("hello service"));
socket.Send(System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes("hello service2"));
Console.WriteLine("发送成功");
// 收到的包
var receive = new byte[1000];
socket.ReceiveFrom(receive,SocketFlags.OutOfBand, ref  endPoint);
Console.WriteLine(receive);
Console.ReadLine();

可以看到在客户端这里,我写了一个ReceiveFrom。

那么我做了一个这样的实验,就是我不启动服务端然后开启客户端的情况下,我使用了ReceiveFrom。

那么会抛出异常,那么这个异常是如何抛出来的呢?或者说是不是有一个试探包发送,看是否有回应呢。

这个异常抛出是因为收到了icmp包,也就是端口不可达。假如我们直接ReceiveFrom,那么是不会发送异常的,那么我们程序做的事情就是调用操作系统的api,询问是否有新的消息,操作系统没有给,那么其实处于一个阻塞状态。

这里想说明的一点就是udp和tcp这种传输层,不要和ip层弄混,ip层有的协议,udp和tcp都有。

抓包截图:

计算机网络再次整理————UDP例子[六]

下一结介绍一些tcp的关闭。

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