📚 课程目录第3章 UDP消息发送与接收

3. UDP消息发送与接收

任务目标

实现一个最小可运行的UDP通信程序：服务器端绑定固定端口并循环接收客户端发来的数据报，客户端向该端口发送一条文本消息并接收服务器回显的应答。通过该闭环理解UDP的无连接特性——通信前不需要建立连接，数据报直接发往目标地址端口。

环境与依赖

仅使用Python 3标准库socket，无需安装第三方包。代码在Windows/Linux/macOS均可运行。

完整实现

# udp_demo.py
import socket

SERVER_HOST = "127.0.0.1"
SERVER_PORT = 8888
BUFFER_SIZE = 1024

def run_server():
    """UDP服务器：绑定端口，循环接收消息并回显"""
    server_sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    server_sock.bind((SERVER_HOST, SERVER_PORT))
    print(f"[服务器] 已启动，监听 {SERVER_HOST}:{SERVER_PORT}")

    while True:
        data, client_addr = server_sock.recvfrom(BUFFER_SIZE)
        message = data.decode("utf-8")
        print(f"[服务器] 收到来自 {client_addr} 的消息: {message}")

        # 回显应答
        reply = f"服务器已收到: {message}"
        server_sock.sendto(reply.encode("utf-8"), client_addr)

def run_client():
    """UDP客户端：发送一条消息，等待服务器应答后退出"""
    client_sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    message = "Hello UDP Server"
    client_sock.sendto(message.encode("utf-8"), (SERVER_HOST, SERVER_PORT))
    print(f"[客户端] 已发送: {message}")

    # 等待应答（设置超时避免无限阻塞）
    client_sock.settimeout(3)
    try:
        data, _ = client_sock.recvfrom(BUFFER_SIZE)
        print(f"[客户端] 收到应答: {data.decode('utf-8')}")
    except socket.timeout:
        print("[客户端] 等待应答超时（服务器可能未启动）")
    finally:
        client_sock.close()

if __name__ == "__main__":
    import sys

    if len(sys.argv) < 2:
        print("用法: python udp_demo.py [server|client]")
        sys.exit(1)

    if sys.argv[1] == "server":
        run_server()
    elif sys.argv[1] == "client":
        run_client()
    else:
        print("参数错误，请输入 server 或 client")
        sys.exit(1)

运行与验证

打开两个终端窗口，均进入代码所在目录：

启动服务器（终端1）：python udp_demo.py server，看到监听日志即表示服务器就绪。
启动客户端（终端2）：python udp_demo.py client。

通过条件：

客户端打印“已发送”和“收到应答: 服务器已收到: Hello UDP Server”；
服务器端打印收到来自127.0.0.1随机端口（如('127.0.0.1', 54321)）的消息，内容为Hello UDP Server。

若先启动客户端再启动服务器，客户端会在3秒后打印超时提示——这正是UDP无连接的体现：发送方不关心接收方是否在线，数据报发出即完成发送动作。

关键说明

UDP使用SOCK_DGRAM套接字类型，sendto/recvfrom每次调用都需携带目标地址或获取来源地址，因为无连接意味着每个数据报独立寻址。
服务器端bind固定端口后，可连续接收任意客户端发来的数据报，无需accept操作。
客户端未绑定端口，由操作系统自动分配临时端口，因此服务器回显时使用recvfrom返回的client_addr作为目标地址。