Python Socket UDP实时信息通信单个电脑通信 + 多个电脑通信

2022-02-08 07:04:26

项目场景：

项目相关背景简述：
将信息通过UDP在两个电脑间进行交互，传输数据类型为Str
在探索代码功能时，首先实现了单个电脑间的UDP通信；然后通过查阅实现了两台电脑的通信，下面将分两种情况进行说明。

问题描述：

在没有接触电脑信息通信之前，我一直觉得从端口读取数据是一件很麻烦的事情，但是当自己真正去做的时候，发现要实现简单的功能并没有那么复杂。简单描述一下：

（1）一台电脑的信息交互
一台电脑使用Python Socket UDP进行信息交互需要知道三个量：分别为地址IP，端口Port，交互信息msg。它们的作用很明显，就举一个生活中常见的例子，我们收某宝、某东快递，需要写一个收货地址，这就是我们的IP，但是只写一个地址，我们是不能准确收到快递的，在大学校园，我们很多人共用一个地址，因此还需要分配一个自提柜号用于投放和取快递，这就是端口的作用，用来信息的发送和收取。
（2）两台电脑之间的信息交互
两台电脑之间的信息交互，就好像你买了东西，且要换货。那么完这两件事情不仅需要你的收货地址，和自提柜端口，还需要商家提供的退货地址和自提柜端口，而货物则是我们需要互相传输的信息。

代码解释：

一、单个电脑之间的信息交互

import socket
import time
'''
在任何类型的通信开始之前，网络应用程序都必须创建套接字，socket通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。
send_msg_port 是用于信息发送的套接字
receive_msg_port 是用于信息接收的套接字
'''
send_msg_port = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
receive_msg_port = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
'''
信息接收套接字需要绑定一个接收IP（'127.0.0.1'）和端口（9000）
地址IP填写：如果是本机地址（不联网可用）,填写''或者'127.0.0.1'
端口Port一般选取8000以后的端口，下面代码绑定了端口9000，用于数据的收取。
'''
receive_msg_port.bind(('127.0.0.1', 21000))
send_msg = 'Hello World!'

while True:
	# 设置非阻塞发送信息模式
	send_msg_port.setblocking(False)
	send_msg_port.sendto(order_data.encode('utf-8'), ('127.0.0.1', 21000))
	# 地址还可以为''
	send_msg_port.sendto(order_data.encode('utf-8'), ('', 21000))
	print("------>>>>发送信息成功")

	# 在本机端口接收信息，接受到两个值，一个为信息，一个为地址
	receive_msg, receive_address = receive_msg_port.recvfrom(1024)
	# 还需要在这里将信息格式进行转化
	receive_msg = receive_msg.decode('utf-8')
	print("信息接收地址/端口:", receive_address,'接收信息:', receive_msg )
	time.sleep(0.05)

看到这里，可以通过上面的代码完成一个简单的信息交互，可能对于地址和端口有疑问，下面将讲解我对于端口和地址的几个测试
补充地址的获取
(1) 本机地址：‘127.0.0.1’，’'
(2) 通过win+R，打开cmd，输入ipconfig，即可获取ip地址（一般选取IPv4）

(3) 通过win+R，打开cmd，输入**netstat -ano **，可以查看本机开放的全部端口。通过活动连接协议可看到是UDP还是TCP连接模式，从地址一栏可以看较常使用的地址。

(4) 举例说明
a. 通过 win+R打开cmd，输入ipconfig，获取无线局域网适配器 WLAN
IPv4 地址… … …192.168.1.12(此地址可用于同一个无线网下不同电脑间的信息交互)
b. 通过 win+R打开cmd，输入netstat -ano，查找协议为UDP的行，找到地址**‘127.0.0.1’，‘192.168.123.16’**，第一个可以作为本机地址交互，第二个可以作为局域网信息交互的地址。

二、局域网下多个电脑之间的交互
说明： 在局域网下进行信息交互，首先要确认每台电脑的地址，其次还需要验证是否可以通过地址与其连接，流程如下。
a. 通过输入ipconfig或者netstat -ano获取在无线网的地址；
b. 每台电脑通过打开cmd，输入ping ##（##为其他电脑的地址），验证是否能够通过无线网连接到地址。

输入ping （地址），然后回车键。如果输出信息丢失率为0%，则证明连接成功！
如果失败，则查阅是否地址输错，或者地址找错（127.0.0.1是本机地址，和别的电脑连接时不用填。）
（1）代码举例

'''
发送信息，需要收信息电脑地址和接收信息的ip
我通过ipconfig、netstat -ano查阅地址为192.168.123.16（每个电脑都不同），自己定义一个端口为21800.
'''
import socket

send_info_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
send_info = 'Hello, other computers!'
while True:
	send_info_socket .setblocking(False)
	send_info_socket .sendto(send_info .encode('utf-8'), ('192.168.123.16', 21800))
	print("发送成功！")

'''
接收信息，需要信息电脑地址和接收信息的ip
我通过ipconfig、netstat -ano查阅地址为192.168.123.16（每个电脑都不同），自己定义一个端口为21800.
'''
import socket

receive_info_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)v
receive_info_socket .bind(('192.168.123.16', 21800))
whilr True:
	receive_info = receive_info_socket .recvfrom(1024)
    receive_info_data = receive_info [0].decode('utf-8')
    print("接收到来自", receive_info [1], "的信息为:", receive_info_data)

总结：一般来说，地址获取很重要，学会从不同电脑上获取地址是开启不同设备之间信息交互的第一步。学会使用ping加地址验证是否地址连接成功。如果不成功，有很多关于如何打开防火墙，开启网络共享的方式，可以查阅相关问题的解决方法，这里就不多说了。还有需要注意的是端口的选择需要选择未被占用的端口，因为socket很容易出现端口占用的情况导致程序报错，按照文章走一遍你应该可以掌握基本的UDP信息交互方法。

本文总结了利用Python Socket 通过UDP通信协议实现单地址和多地址的信息实时交互方法，有关地址获取和确认方法进行了总结，欢迎批评交流！

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