实现客户端与服务器间简易的UDP同步通信

什么是UDP通信

UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）通信是一种在计算机网络中使用的传输层通信协议，以下是关于它的详细介绍：

基本概念：UDP 是一种无连接的协议，它在数据传输时不需要先建立连接，就可以直接将数据报发送到目标地址。这就好比写信，你不需要事先通知对方就可以直接把信寄出去，对方收到信后也不会给你发送确认收到的消息。
工作原理：UDP 通信中，发送方将数据封装成 UDP 数据包，每个数据包包含源端口号、目的端口号、数据长度和数据等信息。然后，这些数据包通过网络传输到接收方。接收方根据目的端口号来接收和处理数据。由于 UDP 没有建立连接的过程，也没有确认机制，所以它不保证数据一定能准确无误地到达接收方，也不保证数据的接收顺序和发送顺序一致。
特点
- 简单高效：因为不需要建立和维护连接，所以 UDP 的开销小，传输速度快，适合对实时性要求高的应用，如视频直播、音频通话等。在这些应用中，偶尔丢失一些数据对整体的观看或收听体验影响不大，但如果因为建立连接等操作导致延迟过高，就会严重影响用户体验。
- 无连接性：发送方可以随时向接收方发送数据，不受连接状态的限制，比较灵活。
- 不可靠性：UDP 不提供数据的可靠性传输，可能会出现数据丢失、重复或乱序的情况。例如，在网络拥塞时，数据包可能会被丢弃。
应用场景
- 实时音视频传输：如视频会议、在线游戏等。在这些场景中，数据的实时性至关重要，少量的数据丢失可以接受，因为重新传输可能会导致更大的延迟，影响用户体验。
- 域名系统（DNS）：DNS 用于将域名转换为 IP 地址，通常使用 UDP 协议进行查询和响应。因为 DNS 查询通常比较简单，而且对速度要求较高，UDP 的快速传输特性能够满足其需求。
- 简单网络管理协议（SNMP）：用于管理和监控网络设备。SNMP 代理使用 UDP 将设备信息发送给管理站，由于对实时性有一定要求，且数据量通常不大，UDP 是合适的选择。

UDP和TCP通讯的区别

UDP 和 TCP 是两种常用的传输层协议，它们的设计目标和特性有显著差异，以下是具体对比：

1. 连接性

UDP（无连接）

无需建立连接即可直接发送数据，类似 "写信"：
发送方 直接将数据包（数据报）发往接收方，不关心对方是否在线或能否接收 。
典型场景：DNS 查询、视频直播。
TCP（面向连接）

必须先建立连接（三次握手 ），类似 "打电话"：

发送方和接收方需确认连接状态后才传输数据，确保通信双方就绪 。
典型场景：网页浏览（HTTP）、文件传输（FTP）。

2. 可靠性

UDP（不可靠）
- 不保证数据送达、不重复 、不丢包 、按序到达。
- 若数据丢失或乱序，不重传 、不排序 。
  适用场景：对实时性要求高（如游戏、语音通话），少量丢包可接受。
TCP（可靠）
- 通过确认机制 （ACK）、重传机制 （超时重传）、序列号 保证数据完整且按序到达。
- 若数据丢失或乱序，自动重传并排序 。
  适用场景：对数据完整性要求高（如文件下载、银行交易）。

3. 传输效率与开销

UDP
- 首部开销小（仅 8 字节），无连接建立和维护成本。
- 传输速度快，适合小数据量、低延迟场景。
TCP
- 首部开销大（至少 20 字节），需维护连接状态（如序列号、确认号）。
- 包含拥塞控制 机制（避免网络拥堵），可能因重传导致延迟。
  注：TCP 的可靠性是以牺牲速度和带宽为代价的。

4. 传输模式

UDP（数据报）
- 数据以独立数据包传输，边界清晰（发送方发一个包，接收方收一个包）。
- 示例：发送 "ABC" 和 "DEF"，接收方可能收到两个独立数据包。
TCP（字节流）
- 数据以连续字节流传输，无边界概念（发送方分多次发送，接收方可能一次性读取）。
- 示例：发送 "ABC" 和 "DEF"，接收方可能收到 "ABCDEF" 一个整体。

用Unity做客户端实现UDP同步通信逻辑

撰写C#脚本

cs 复制代码

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using UnityEngine;

public class Lesson14 : MonoBehaviour
{
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        #region 实现UDP客户端通信 收发字符串
        //1.创建套接字
        Socket socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);
        //2.绑定本机地址
        IPEndPoint ipPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 8080);
        socket.Bind(ipPoint);
        //3.发送到指定目标
        IPEndPoint remoateIp = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"),8081);
        //指定要发送的字节数和远程计算机的IP和端口
        socket.SendTo(Encoding.UTF8 .GetBytes ("我是客户端，你好"), remoateIp);
        //4.接收消息
        byte[] bytes = new byte[512];
        //这个变量主要是用来记录 谁发的消息给你 传入函数后 在内部 它会帮助我们进行赋值
        EndPoint remoateIp2 = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);
        int length= socket.ReceiveFrom(bytes, ref remoateIp2);
        print("IP:"+(remoateIp2 as IPEndPoint).Address .ToString()
            +"Port:"+(remoateIp2 as IPEndPoint).Port 
            +"发来了:"+Encoding.UTF8.GetString(bytes, 0, length));
        //5.释放关闭
        socket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
        socket.Close();
        #endregion 
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        
    }
}

用本地做服务器实现UDP同步通信逻辑

cs 复制代码

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace UDPServer
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            #region 实现UDP服务端通信收发字符串
            //1.创建套接字
            Socket socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);
            //2.绑定本机地址
            IPEndPoint ipPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 8081);
            socket.Bind(ipPoint);
            Console.WriteLine("服务器开启成功");
            //3.接收消息
            byte[] bytes = new byte[512];
            EndPoint remoateIp2 = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);
            int length = socket.ReceiveFrom(bytes, ref remoateIp2);
            Console .WriteLine("IP:" + (remoateIp2 as IPEndPoint).Address.ToString()
                + "Port:" + (remoateIp2 as IPEndPoint).Port
                + "发来了:" + Encoding.UTF8.GetString(bytes, 0, length));
            //4.发送到指定地址
            socket.SendTo(Encoding.UTF8.GetBytes("欢迎给服务器发消息"), remoateIp2);
            //5.释放关闭
            socket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
            socket.Close();
            #endregion 
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

实现结果

将脚本挂载到Unity场景中，运行服务器，成功实现客户端与服务器UDP同步通信