計算機網路再次整理————UDP例子[六]

敖毛毛發表於2022-02-06
計算機網路UDP

前言

簡單的說，UDP 沒有 TCP 用的廣泛，但是還有很多是基於UDP的程式的，故而簡單介紹一下。

正文

秉承節約腦容量的問題，只做簡單的介紹和例子，因為自己幾乎也沒怎麼用過UDP。

只是瞭解和知曉其中的用途，那麼設計方案的時候有特定的場景，那麼可以參考。

UDP 和 TCP 最大的不同的地方是傳輸方式，不然他們也不會在傳輸層進行分叉。

UDP 不知道對方是否存在，那麼會直接傳送資訊出去，對方也不會告訴你是否收到了，是否需要重傳。

有些人把TCP 比作是接打電話，那麼UDP就像是投遞郵件了。

UDP 只要將對方的地址和寫信的內容進行投遞，那麼網路基礎設施就會幫我們把信件投遞出去。

那麼即使信件中途丟失，我們也是不知道的。我們能知道的是，我們的信是否交到了郵件員手中。

還有和TCP 一個最大的區別，我們收郵件的時候只需要放置一個郵箱。而我們同時接打電話的時候，需要多臺電話機。

是的，如果是UDP 那麼服務端只需要建立一個socket的。如果是TCP，那麼一個客戶端，服務端就要多建立一個socket了。

我們說UDP 是無序的、不可靠的、有資料邊界的。

有資料邊界的是因為UDP 不是流的，每對作業系統的UDP傳送資訊介面呼叫一次，那麼就會發出去一次，也就是會進行一次網路io。

無序的，這個比較好理解，因為網路中路由的選擇啊，演算法啊，等等因素，那麼可能傳送1、2、3，收到的是3、1、2，或者其他組合。

那麼說其是不可靠的，這個也比較好理解了，因為不像UDP那麼複雜，沒有那麼多保障措施。

說起來UDP更加簡單了，我們知道簡單的東西在計算機上，基本意味這更快。

為什麼UDP 更快呢？

  1. 收發資料前後進行的連線設定及清除過程。也就是連線和斷開。

  2. 收發資料過程中為保證可靠性而新增的流控制。

那麼是不是我們需要更快的傳輸就使用udp呢？這不是的，首先我們一定是首選tcp的，當tcp不滿足我們的時候那麼才使用udp。

也不要認為udp跟快，那麼就使用udp能提高效能。

tcp和udp的速度差距不是我們想象的那麼快，而tcp帶來了可靠。如果是在傳輸資料量大的時候，我們的tcp和udp的速度是很接近的。

一般在傳輸視訊的時候可以使用udp，因為即使有某段丟包，那麼也就是卡幀的問題。

因為udp包裡面的資料可以帶時間，那麼其順序就沒有那麼重要，應用程式可以處理。

udp的場景，那麼適合不在意包的順序，同時對丟包沒有那麼敏感。當然udp也可以在應用層協議中有重傳等保證資料的機制，但是這樣為啥不直接使用tcp呢。

實驗程式碼:
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("開始接收");
    var receiveMessage = new Byte[1000];
    socket.Receive(receiveMessage);
    Console.WriteLine(System.Text.Encoding.UTF8.GetString(receiveMessage));
    Console.WriteLine("接收完畢");
}

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("傳送成功");
// 收到的包
var receive = new byte[1000];
socket.ReceiveFrom(receive,SocketFlags.OutOfBand, ref  endPoint);
Console.WriteLine(receive);
Console.ReadLine();

可以看到在客戶端這裡，我寫了一個ReceiveFrom。

那麼我做了一個這樣的實驗，就是我不啟動服務端然後開啟客戶端的情況下，我使用了ReceiveFrom。

那麼會丟擲異常，那麼這個異常是如何丟擲來的呢？或者說是不是有一個試探包傳送，看是否有回應呢。

這個異常丟擲是因為收到了icmp包，也就是埠不可達。假如我們直接ReceiveFrom，那麼是不會傳送異常的，那麼我們程式做的事情就是呼叫作業系統的api，詢問是否有新的訊息，作業系統沒有給，那麼其實處於一個阻塞狀態。

這裡想說明的一點就是udp和tcp這種傳輸層，不要和ip層弄混，ip層有的協議，udp和tcp都有。

抓包截圖:

結

下一結介紹一些tcp的關閉。

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