Node.js 构建UDP服务

UDP简介

• User Datagram Protocol， 简称UDP，又称为用户数据报协议。
• 和TCP一样，位于网路传输层，用于处理数据包。
• UDP最大的特点是无连接
• 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完整到达的。
  • 可靠性由应用层负责
• 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域名系统服务，TFTP简单文件传输协议、DHCP动态主机设置协议等
• UDP适用于对速度要求比较高、对数据质量要求不严谨的应用
  • 例如流媒体、实时多人游戏、实时音视频

UDP的三种传播方式

• UDP单播

• 单播是目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

• UDP广播

• 受限广播： 它不被路由转发，IP地址的网络字段为1就是地址 255.255.255.255
• 直接广播： 会被路由转发，IP地址的网络字段定义这个网络，主机字段通常全为1，如192.168.10.255

• UDP组播
  • 组播就是把信息传递给一组目的地址
  • 地址范围：224.0.0.0～239.255.255.255
  • 224.0.0.0～224.0.0.255 为永久组地址，244.0.0.0 保留不分配，其他供路由协议使用。
  • 224.0.1.0～224.0.1.255 为公用组播地址，可以用于internet。
  • 224.0.2.0~238.255.255.255 为用户可用的组播地址（临时组），全网范围有效，使用需要申请。
  • 239.0.0.0～ 239.255.255.255 为本地管理组播，仅在特定本地范围有效。

Node中的dgram模块

Node为我们提供了 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，即可以作为客户端发送数据，也可以作为服务器接受数据。

UDP单播示例：

const dgram = require('dgram')

const server = dgram.createSocket('udp4')

// 当绑定端口好启动成功后触发
server.on('listening', () => {
  const address = server.address()
  console.log(`client running ${address.address}: ${address.port}`)
})

// 当收到消息时触发
server.on('message', (msg, remoteInfo) => {
  console.log(`来自客户端消息：【${msg}】 from ${remoteInfo.address}: ${remoteInfo.port}`)
  server.send('word', remoteInfo.port, remoteInfo.address)
})

// 发生异常触发
server.on('error', err => {
  console.log('server error', err)
})

// 绑定端口号
server.bind(20000)

const dgram = require('dgram')

const client = dgram.createSocket('udp4')

// 当绑定端口好启动成功后触发
client.on('listening', () => {
  const address = client.address()
  console.log(`client running ${address.address}: ${address.port}`)
})

// 发送消息
client.send('hello', 20000, 'localhost')

// 当收到消息时触发
client.on('message', (msg, remoteInfo) => {
  console.log(`来自服务端消息:【${msg}】 from ${remoteInfo.address}:${remoteInfo.port}`)
})

// 发生异常触发
client.on('error', err => {
  console.log('client error', err)
})

// 绑定端口号
// client.bind(20001)

UDP 广播示例：

发送消息：

const dgram = require('dgram')

const server = dgram.createSocket('udp4')

// 当绑定端口好启动成功后触发
server.on('listening', () => {
  const info = server.address()
  console.log(`server running ${info.address}: ${info.port}`)
  // 开启广播模式
  server.setBroadcast(true)
  // 案例： 每隔两秒发送一条消息
  let a = 1
  setInterval(() => {
    // 直接地址 可以经过路由转发
    // 受限地址 255.255.255.255 不会经过路由转发，只在当前连接的路由器局域网中
    server.send(`测试数据${a++}`, 20001, '255.255.255.255')
  }, 2000)
})


// 绑定端口号
server.bind(20000)

接收消息：

const dgram = require('dgram')

const client = dgram.createSocket('udp4')

// 当收到消息时触发
client.on('message', (msg, remoteInfo) => {
  console.log(`收到消息:【${msg}】 from ${remoteInfo.address}:${remoteInfo.port}`)
})

// 绑定端口号
client.bind(20001)

UDP组播示例

发送数据：

//  组播
const dgram = require('dgram')

const server = dgram.createSocket('udp4')

// 当绑定端口好启动成功后触发
server.on('listening', () => {
  const info = server.address()
  console.log(`server running ${info.address}: ${info.port}`)
  // 案例： 每隔两秒向组播发送一条消息
  let a = 1
  setInterval(() => {
    server.send(`测试数据${a++}`, 20001, '224.1.1.101')
  }, 2000)
})

// 绑定端口号
server.bind(20000)

接收数据：

//  组播
const dgram = require('dgram')

const client = dgram.createSocket('udp4')

client.on('listening', () => {
  // 加入组播的组
  client.addMembership('224.1.1.101')
})

// 当收到消息时触发
client.on('message', (msg, remoteInfo) => {
  console.log(`收到消息:【${msg}】 from ${remoteInfo.address}:${remoteInfo.port}`)
})

// 绑定端口号
client.bind(20001)