UDP 实现

UDP（用户数据包协议）是一种无连接的网络协议，适用于高效数据传输场景。与TCP不同，UDP不需要建立连接，直接向接收方发送数据包。由于缺少连接建立和数据确认机制，UDP的可靠性较低，但其效率高，数据包首部较小，适合对实时性要求较高的场景。

UDP 编程基础

在Python中，UDP编程主要通过socket模块实现。以下是常用操作步骤：

创建套接字：使用socket.socket()方法，指定IP地址族和协议类型。例如，socket.AF_INET表示IPv4，socket.SOCK_DGRAM表示UDP。

绑定端口：使用bind()方法将套接字绑定到指定的IP地址和端口。

监听端口：使用listen()方法开始接收连接。参数表示等待的最大连接数。

接收数据：使用recvfrom()方法接收数据包，返回数据和发送方的地址信息。

发送数据：使用sendto()方法发送数据包，指定目标地址和端口。

UDP 实验代码

服务端（udp_server.py）

import sockets = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)s.bind(('0.0.0.0', 8001))while True:    data, addr = s.recvfrom(1024)    print('接收到的数据：', data.decode())    if data.decode().lower() == 'bye':        breaks.close()

客户端（udp_client.py）

import socketimport uuidimport sysdef get_mac_address():    mac = uuid.UUID(int=uuid.getnode()).hex[-12:]    return ":".join([mac[i:i+2] for i in range(0, 11, 2)])ip = socket.gethostbyname(socket.gethostname())mac = get_mac_address()s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)s.sendto(f"IP地址：{ip}\nMAC地址：{mac}".encode(), ('127.0.0.1', 8001))s.close()

TCP 实现

TCP（传输控制协议）是面向连接的、可靠的数据传输协议，适用于对数据完整性和顺序要求较高的场景。TCP的核心特点是可靠性和流量控制。

TCP 套接字操作

服务器端套接字

创建套接字：使用socket.socket()方法，指定协议类型为SOCK_STREAM。

绑定地址和端口：使用bind()方法。

监听端口：使用listen()方法。

接收连接：使用accept()方法接收客户端连接。

接收数据：使用recv()或read()方法读取数据。

发送数据：使用send()或sendall()方法发送数据。

客户端套接字

连接服务器：使用connect()方法连接指定地址和端口。

发送数据：使用send()或sendall()方法。

接收数据：使用recv()或read()方法。

关闭连接：使用close()方法。

TCP 实验代码

服务端（tcp_server.py）

import sockets = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)s.bind(('0.0.0.0', 8002))s.listen(1)conn, addr = s.accept()print('已连接客户端：', addr)while True:    data = conn.recv(1024).decode()    print('接收到：', data)    c = input('输入回复：')    conn.sendall(c.encode())    if c.lower() == 'bye':        breakconn.close()s.close()

客户端（tcp_client.py）

import sockettry:    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)    s.connect(('127.0.0.1', 8002))    while True:        c = input('输入信息：')        s.sendall(c.encode())        data = s.recv(1024).decode()        print('接收到：', data)        if c.lower() == 'bye':            breakexcept Exception as e:    print('连接失败，错误：', e)finally:    s.close()

实验结果

运行上述代码可以看到以下效果：

UDP 实验：服务端接收到客户端发送的数据包，客户端发送的信息会直接显示在服务端。

TCP 实验：客户端与服务端之间形成连接，双方可以正常通信，数据传输可靠。

拓展

以下代码用于获取网络信息：

import sockethostname = socket.gethostname()ip = socket.gethostbyname(hostname)ip_bai = socket.gethostbyname('www.baidu.com')host = socket.gethostbyaddr(ip)sername = socket.getservbyport(80, 'tcp')port = socket.getservbyname('http')print(f'gethostname：{hostname}')print(f'gethostbyname：{ip}')print(f'gethostbyname：{ip_bai}')print(f'gethostbyaddr：{host}')print(f'getservbyport：{sername}')print(f'getservbyname：{port}')

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