3. UDP数据报边界验证实验

实验目标与核心问题

本实验要验证一个UDP的关键特性：UDP是面向数据报的协议，保留消息边界。客户端连续调用两次 sendto() 发送两条独立消息，服务端必须通过两次 recvfrom() 分别收到，而不会像TCP那样把两条消息合并成一条字节流。

实验设计要点：

• 客户端发送两条内容不同、长度不同的数据报，例如 "ALPHA"（5字节）和 "BRAVO-12345"（11字节）。
• 服务端循环接收，每次 recvfrom() 打印收到的字节数和内容，观察是否与发送端一一对应。
• 关键判据：服务端第一次收到5字节，第二次收到11字节，而不是一次收到16字节。

实验拓扑与数据报边界关系

客户端实现（Python）

客户端向 127.0.0.1:9003 连续发送两条独立数据报，中间不等待服务端响应，确保两条消息在时间上紧邻，更能体现边界保持特性。

import socket

SERVER_ADDR = ("127.0.0.1", 9003)

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

msg1 = b"ALPHA"
msg2 = b"BRAVO-12345"

sock.sendto(msg1, SERVER_ADDR)
print(f"[客户端] 已发送 #1: {msg1!r} ({len(msg1)}字节)")

sock.sendto(msg2, SERVER_ADDR)
print(f"[客户端] 已发送 #2: {msg2!r} ({len(msg2)}字节)")

sock.close()

服务端实现（Python）

服务端绑定同一端口，循环接收两次，每次打印收到的字节数和内容。注意：recvfrom() 每次只返回一个完整数据报，不会把两条消息拼在一起。

import socket

BIND_ADDR = ("0.0.0.0", 9003)

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
sock.bind(BIND_ADDR)
print(f"[服务端] 已绑定 {BIND_ADDR}，等待数据报...")

for i in range(1, 3):
    data, addr = sock.recvfrom(2048)
    print(f"[服务端] 第{i}次接收: 来自 {addr}, "
          f"长度={len(data)}字节, 内容={data!r}")

sock.close()

运行与结果判读

先启动服务端，再运行客户端。预期输出如下：

[服务端] 已绑定 ('0.0.0.0', 9003)，等待数据报...
[服务端] 第1次接收: 来自 ('127.0.0.1', 54321), 长度=5字节, 内容=b'ALPHA'
[服务端] 第2次接收: 来自 ('127.0.0.1', 54321), 长度=11字节, 内容=b'BRAVO-12345'

扩展验证：发送顺序与边界独立性

为进一步确认边界与顺序无关，可修改客户端发送顺序为 msg2 先发、msg1 后发，服务端将先收到11字节再收到5字节。这说明UDP保留的是每个数据报的边界，而不是固定顺序或固定长度。