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nodejs中怎么构建一个UDP服务

本篇文章为大家展示了nodejs中怎么构建一个UDP服务，内容简明扼要并且容易理解，绝对能使你眼前一亮，通过这篇文章的详细介绍希望你能有所收获。

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1.UDP简介

  • User Datagram Protocol,又称用户数据报协议

  • 和TCP一样，位于网络传输层用于处理数据包

  • UDP 最大特点无连接

  • UDP 传输速度快

  • UDP 数据传输不可靠

    • 不提供数据包分组，组装和不能对数据包进行排序的缺点，也就是说，当报文发送之后，是无法得知其是否安全到达的

    • 可靠性应由应用层负责

  • 支持一对一通信，也支持一对多通信

  • 许多关键的互联网应用程序使用UDP

    • 如DNS域名服务系统、TFTP简单文件传输协议，DHCP动态主机设置协议等

  • UDP适用于对书读要求比较高，对数据质量要求不严谨的应用

    • 如流媒体，实时多人游戏，实时音视频

1.1 TCP和UDP

  • | UDP | TCP ---|---|--- 连接| 无连接 | 面向连接 速度| 无需建立连接，速度较快 | 需要建立连接，速度较慢 目的主机 | 一对一，一对多 | 仅能一对一 带宽 | UDP报头较短，消耗带宽更少 | 消耗更多的带宽(报文较大) 消息边界 | 有 | 无 可靠性 | 低 | 高 顺序 | 无序 | 有序

  • 事实上，UDP 协议的这种乱序性基本上很少出现，通常只会在网络非常拥堵的情况下出现；

什么时候用TCP？什么时候用UDP ？

  • 对速度要求比较高的时候用UDP， 例如视频聊天,qq聊天

  • 对数据安全性要求比较高的时候用TCP，例如数据传输，文件下载

  • 假如对于视频聊天来说，如果画质优先就选用TCP，如果流畅度优先就选用UDP

1.2 UDP的三种传播方式

  1. UDP单播

    • 单播的地址为单一目标的一种传播方式

    • 地址范围：0.0.0.0 ~ 223.255.255.255

  2. UDP广播

    • 受限广播：它不会被路由转发，IP地址网络字段和主机字段全为1就是地址255.255.255.255

    • 直接广播：它会被路由转发，IP地址的网络字段定义这个网络，主机字段通常为1，如：192.168.10.255

    • 目的地址为网络中的所有设备

    • 地址范围分两种

  3. UDP组播

    • 多播也叫组播，把一组信息传递给一组目的地地址

  • 单播一对多

    • 单播通信中每一个数据包都有确切的IP地址

    • 对于同一份数据，如果存在多个接收者，Server需发送与接受者数目相同的单播数据包

    • 当接收者成百上千，将极大的家中Server的负担

  • 广播面对一对多

    • 广播数据包被限制在局域网中

    • 一旦有设备发送把广播数据则广播域内所有设备都收到这个数据包，并且不得不消耗资源去处理，大量的广播数据包将消耗网络的宽带及设备资源

    • 在IPv6中，广播的传输方式被取消

  • 组播面对一对多

    • 组播非常适合一对多的模型，只有加入到特定的组播成员，才会接收到组播数据。当存在多个组播成员时，源无需发送多个数据拷贝，仅需发送一份即可，组播网络设备会根据实际需要转发或拷贝组播数据

    • 数据流只发送给加入该组组播组的接受者(组成员)，而不需要该数据的设备不会接收到该组播流量

    • 相同的组播报文，在一段链路上仅有一份数据，大大提高了网络资源的利用率

2. Node中的dgram模块

  • node的dgram模块用于构建UDP服务

  • 使用该模块创建UDP套接字非常简单，UDP套接字一旦创建，既可以作为客户端发送数据，也可以作为服务器接收数据；

const dgram = require('dgram')
const socket = dgram.createSocket('udp4')
2.1 socket方法
API说明
bind()绑定端口和主机
address()返回Socket地址对象
close()关闭Socket并停止监听
send()发送消息
addMembership()添加组播成员
dropMembership()删除组播成员
setBroadcast()设置是否启用广播
setTTL()设置数据报生存时间
setMulticastTTL()设置组播数据报生存时间
2.2 Socket事件
API说明
listening监听成功时触发，仅触发一次
message收到消息时触发
error发生错误时触发
close关闭socket时触发
#####. 使用Node实现UDP单播
const dgram = require('dgram')
const socket = dgram.createSocket('udp4')

socket.on('listening', () =>{
    console.log('连接成功')
})

如果客户端没有绑定端口号，操作系统会自动分配一个端口号；如果指定了端口号，必须在socket的listening事件成功后才能send消息;

  • sever.js

const dgram = require('dgram');
const server = dgram.createSocket('udp4');
server.on('listening', r => {
  console.log('连接成功server：');
});
server.on('message', (msg, remoteAddress) => {
  console.log(`成功连接到${remoteAddress.address}:${remoteAddress.port}`);
  server.send('服务器说：小子我收到你的消息了', remoteAddress.port);
});
server.on('close', () => {
  console.log('error');
});
server.bind(3000);

  • client.js

const dgram = require('dgram');
const client = dgram.createSocket('udp4');
client.on('listening', () => {
  const address = client.address();
  console.log(`成功连接到${address.address}:${address.port}`);
// 直接地址：192.168.10.255  把后三位改成255就可以
// 受限地址： 255.255.255.255
  client.send('hello', 3000, 'localhost');
});
client.on('message', (msg, remoteAddress) => {
  console.log(`客户端说收到服务器的消息了${msg}`);
});
client.on('error', () => {
  console.log('server errord');
});
client.bind(3200);
4.使用Node实现UDP广播模式
    // 在监听成功后，开启广播模式
server.on('listening', () =>{
    server.setBroadcast(true) 
})
5. 使用Node实现UDP组播

server.js

// 只用在发送消息时，指定组播ip就可以了
server.on('listening', () => {
    server.send('发送组播消息', 3300, '224.0.1.100', (err) =>{
        console.log(err)
    })
})

client.js

client.on('listening', () =>{
    // 监听成功后加入特定组播组的ip,此时客户端就会收到组播数据
    client.addMemberShip('224.0.1.100')
} )

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