官方英文文档:Socket2_UDPpinger.pdf
以下内容为笔者翻译:
在本实验中,您将学习使用Python进行UDP套接字编程的基础知识。您将学习如何使用UDP套接字发送和接收数据报,以及如何设置适当的套接字超时。在实验中,您将熟悉Ping应用程序及其在计算统计信息(如丢包率)中的作用。
您首先需要研究一个用Python编写的简单的ping服务器程序,并实现对应的客户端程序。这些程序提供的功能类似于现代操作系统中可用的标准ping程序功能。然而,我们的程序使用更简单的UDP协议,而不是标准互联网控制消息协议(ICMP)来进行通信。 ping协议允许客户端机器发送一个数据包到远程机器,并使远程机器将数据包返回到客户(称为回显)的操作。另外,ping协议允许主机计算它到其他机器的往返时间。
以下是Ping服务器程序的完整代码。你的任务是写出Ping客户端程序。
以下代码完整实现了一个ping服务器。您需要在运行客户端程序之前编译并运行此代码。而且您不需要修改此代码。
在这个服务器代码中,30%的客户端的数据包会被模拟丢失。你应该仔细研究这个代码,它将帮助你编写ping客户端。
# UDPPingerServer.py
# We will need the following module to generate randomized lost packets import random
from socket import *
import random
# Create a UDP socket
# Notice the use of SOCK_DGRAM for UDP packets
serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
# Assign IP address and port number to socket
serverSocket.bind(('', 12000))
while True:
# Generate random number in the range of 0 to 10
rand = random.randint(0, 10)
# Receive the client packet along with the address it is coming from
message, address = serverSocket.recvfrom(1024)
# Capitalize the message from the client
message = message.upper()
# If rand is less is than 4, we consider the packet lost and do not respond
if rand < 4:
continue
# Otherwise, the server responds
serverSocket.sendto(message, address)
服务器程序在一个无限循环中监听到来的UDP数据包。当数据包到达时,如果生成一个随机整数大于或等于4,则服务器将数字转为大写并将其发送回客户端。
UDP为应用程序提供了不可靠的传输服务。消息可能因为路由器队列溢出,硬件错误或其他原因,而在网络中丢失。但由于在内网中很丢包甚至不丢包,所以在本实验室的服务器程序添加人为损失来模拟网络丢包的影响。服务器创建一个随机整数,由它确定传入的数据包是否丢失。
您需要实现以下客户端程序。
客户端向服务器发送10次ping。因为UDP是不可靠的协议,所以从客户端发送到服务器的数据包可能在网络中丢失。因此,客户端不能无限期地等待ping消息的回复。客户等待服务器回答的时间至多为一秒,如果在一秒内没有收到回复,您的客户端程序应该假定数据包在网络传输期间丢失。您需要查找Python文档,以了解如何在数据报套接字上设置超时值。
具体来说,您的客户端程序应该
在开发过程中,您应该先在计算机上运行UDPPingerServer.py
,并通过向localhost
(或127.0.0.1)发送数据包来测试客户端。调试完成代码后,您应该能看到ping服务器和ping客户端在不同机器上通过网络进行通信。
本实验中的ping消息格式使用最简单的方式。客户端消息只有一行,由以下格式的ASCII字符组成:
Ping sequence_number time
其中sequence_number从1开始,一直到10,共10条消息,而time则是客户端发送消息时的时间。
您需要上交完整的客户端代码和屏幕截图,以验证您的ping程序是否按需求运行。