java 发送和接收udp数据 udp数据帧结构
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在项目开发过程中，一项需求是捕获UDP组播数据包并解析其内容。在此前未了解过UDP通信机制及相关数据帧的处理方式。通过查阅相关资料，详细记录了UDP通信机制下发送与接收过程的具体实现步骤。
UDP有三种通讯方式，分别是，单播 、广播、还有组播。
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单播: 单机与单机之间的通讯
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广播: 当前主机与所在网络中的所有主机通讯
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组播: 当前主机与选定的一组主机通讯
一、单播
- 发送端代码
public class UdpServer {
/** * 发送端
*/
public static void main(String[] args) throws Exception {
System.out.println("=============发送端启动===========");
// 1.创建发送端对象 参数是绑定本地地址和一个特定的端口号
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(6666);
// 2.创建一个数据包对象封装数据
/** * 参数1:封装要发送的数据
* 参数2:发送数据的大小
* 参数3:服务端的IP地址
* 参数4:服务端的端口
*/
byte[] bytes = "这是一条yyt的测试数据".getBytes();
InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
int port = 8888 ;
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes,bytes.length, inetAddress,port);
// 3.发送数据
socket.send(packet);
// 4.关闭管道
socket.close();
}
}- 接收端代码
public class UdpClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
System.out.println("=============客户端启动===========");
// 1.创建接受对象 参数是绑定本地地址和一个特定的端口号
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8888);
// 2.创建一个数据包接收数据
byte [] bytes = new byte[1024];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes, bytes.length);
// 3.等待接受数据
socket.receive(packet);
// 4.取出数据
int len = packet.getLength();
String rs = new String(bytes,0,len);
System.out.println("收到的数据:" + rs);
// 获取发送端的ip和端口
String ip = packet.getSocketAddress().toString();
System.out.println("发送端的IP地址: " + ip);
int port = packet.getPort();
System.out.println("发送端端口为: "+port);
// 关闭管道
socket.close();
}
}二、广播
-
发送广播消息需要使用广播地址: 255.255.255.255
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发送端的数据包的目的地址是广播地址+指定端口号(255.255.255.255,9999)
-
本机所在网段的其他主机只要匹配到端口即可接受消息(9999)
- 发送端代码
public class UdpSend {
/** * 发送端
*/
public static void main(String[] args) throws Exception {
System.out.println("=============发送端启动===========");
// 1.创建发送端对象
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(6666);
// 下面通过键盘输入测试，按需读取文件等操作自己修改
Scanner sc = new Scanner(System.in);
while (true) {
System.out.println("请输入您要发送的消息: ");
String msg = sc.nextLine();
if("exit".equals(msg)){
System.out.println("退出成功!");
socket.close();
break;
}
// 2.创建一个数据包对象封装数据
byte[] buffer = msg.getBytes();
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer,buffer.length, InetAddress.getByName("255.255.255.255"),9999);
// 3.发送数据
socket.send(packet);
}
}
}- 接收端代码
public class UdpReceive {
/** * 接收端
*/
public static void main(String[] args) throws Exception {
System.out.println("=============客户端启动===========");
// 1.创建接受对象
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9999);
// 2.创建一个数据包接收数据
byte [] buffer = new byte[1024];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
while (true) {
// 3.等待接受数据
socket.receive(packet);
// 4.取出数据
int len = packet.getLength();
String rs = new String(buffer,0,len);
System.out.println("收到来自: "+ packet.getAddress()+ ",对方端口号为: "+ packet.getPort()+"的消息: " + rs);
}
}
}三、组播
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使用组播地址: 224.0.0.0~239.255.255.255
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发送端的数据包的目的目的地址是组播ip(224.0.1.1,6000)
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接收端必须绑定该组播ip(224.0.1.1),端口还要对应发送端的目的端口(6000)
- 发送端代码
public class UdpGroupServer {
public boolean closed = false;
public String ip = "224.0.0.1";//组播虚拟地址
public int port = 6000;//组播Ip
public int MessageIndex = 0;
// 项目的需求需要我接收数据通过websocket发送给前端 这里我开启一个线程执行其他类定时任务调用该方法
public void start(){
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("UdpTestServer start ");
runServer();
}
}).start();
}
private void runServer(){
// 这里真正是接收组播数据的地方
try {
InetAddress group = InetAddress.getByName(ip);
MulticastSocket s = new MulticastSocket(port);
byte[] arb = new byte[1024];
s.joinGroup(group);//加入该组
while(!closed){
send();
DatagramPacket datagramPacket =new DatagramPacket(arb,arb.length);
s.receive(datagramPacket);
System.out.println("received packet from " + datagramPacket.getAddress().getHostAddress() + " : " + datagramPacket.getPort());
System.out.println(new String(arb));
Thread.sleep(2000);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("UdpTestServer run Exception: "+e.toString());
}
}
public void send(){
try{
String sendMessage="hello ,message from server,"+MessageIndex++;
byte[] message = sendMessage.getBytes(); //发送信息
InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName(ip); //指定组播地址
DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(message, message.length, inetAddress, port); //发送数据包囊
MulticastSocket multicastSocket = new MulticastSocket();//创建组播socket
multicastSocket.send(datagramPacket);
}catch (Exception e) {
System.out.println("UdpTestServer send Exception: "+e.toString());
}
if(MessageIndex>=50){
closed = true;
}
}
/** * @param args
*/
public static void main(String[] args) {
UdpGroupServer server = new UdpGroupServer();
server.start();
}- 接收端代码
public class UdpGroupClient {
Logger logger = LoggerFactory.getLogger(UdpGroupClient.class);
private int MessageIndex = 0;
private String ip = "224.0.0.1";//组播地址
private int port = 6000;//指定数据接收端口
private boolean closed = false;
Map<String,Object> map = new HashMap();
// 开启线程实时推送websocket数据 只接收数据的话不用看这部分
public void start() {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("UpdGroupClient start ");
runClient();
}
}).start();
}
MulticastSocket socket = null;
public void runClient() {
try {
byte[] receiveBuffer = new byte[1024];
DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(receiveBuffer, receiveBuffer.length);
InetAddress group = InetAddress.getByName(ip);
socket = new MulticastSocket(port);
socket.joinGroup(group);//加入组播地址
while (!closed) {
socket.receive(receivePacket);
System.out.println("received packet from " + receivePacket.getAddress().getHostAddress() + " : " + receivePacket.getPort());
String msg = new String(receivePacket.getData(), receivePacket.getOffset(), receivePacket.getLength());
receiveBuffer = receivePacket.getData();
// 以上是接收的数据，下面是我解析数据帧的内容 就不具体展示了
Map map = new HashMap();
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
// 将解析结果通过websocket发送给前端
WebSocketServer.sendInfo(JSONObject.toJSON(map).toString(),"1");
System.out.println("map长度"+map.size());
System.out.println("*******************"+ JSONObject.toJSON(map).toString());
}else {
logger.info("数据包有错！");
}
Thread.sleep(2000);
}
socket.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}四、UDP帧结构
UDP 头部结构由八个连续的字节构成，并因此在解析数据时通常会从第8个字节开始提取所需的数据
源端口、目的端口、udp长度、udp校验和占了八个字节。
根据自己需求判断udp是否正确。
以上就是对udp三种通讯方式的简单总结，初步使用，如有错误还望指正。
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