Node.js 構建UDP服務

UDP簡介

• User Datagram Protocol， 簡稱UDP，又稱為用戶數據報協議。
• 和TCP一樣，位於網路傳輸層，用於處理數據包。
• UDP最大的特點是無連接
• UDP傳輸速度快
• UDP數據傳輸不可靠
  • 不提供數據包分組，組裝和不能對數據包進行排序的缺點，也就是說，當報文發送之后，是無法得知其是否安全完整到達的。
  • 可靠性由應用層負責
• 支持一對一通信，也支持一對多通信
• 許多關鍵的互聯網應用程序使用UDP
  • 如DNS域名系統服務，TFTP簡單文件傳輸協議、DHCP動態主機設置協議等
• UDP適用於對速度要求比較高、對數據質量要求不嚴謹的應用
  • 例如流媒體、實時多人游戲、實時音視頻

UDP的三種傳播方式

• UDP單播

• 單播是目的地址為單一目標的一種傳播方式
• 地址范圍： 0.0.0.0 ～ 223.255.255.255

• UDP廣播

• 受限廣播： 它不被路由轉發，IP地址的網絡字段為1就是地址 255.255.255.255
• 直接廣播： 會被路由轉發，IP地址的網絡字段定義這個網絡，主機字段通常全為1，如192.168.10.255

• UDP組播
  • 組播就是把信息傳遞給一組目的地址
  • 地址范圍：224.0.0.0～239.255.255.255
  • 224.0.0.0～224.0.0.255 為永久組地址，244.0.0.0 保留不分配，其他供路由協議使用。
  • 224.0.1.0～224.0.1.255 為公用組播地址，可以用於internet。
  • 224.0.2.0~238.255.255.255 為用戶可用的組播地址（臨時組），全網范圍有效，使用需要申請。
  • 239.0.0.0～ 239.255.255.255 為本地管理組播，僅在特定本地范圍有效。

Node中的dgram模塊

Node為我們提供了 dgram模塊用於構建UDP服務
使用該模塊創建UDP套接字非常簡單，UDP套接字一旦創建，即可以作為客戶端發送數據，也可以作為服務器接受數據。

UDP單播示例：

const dgram = require('dgram')

const server = dgram.createSocket('udp4')

// 當綁定端口好啟動成功后觸發
server.on('listening', () => {
  const address = server.address()
  console.log(`client running ${address.address}: ${address.port}`)
})

// 當收到消息時觸發
server.on('message', (msg, remoteInfo) => {
  console.log(`來自客戶端消息：【${msg}】 from ${remoteInfo.address}: ${remoteInfo.port}`)
  server.send('word', remoteInfo.port, remoteInfo.address)
})

// 發生異常觸發
server.on('error', err => {
  console.log('server error', err)
})

// 綁定端口號
server.bind(20000)

const dgram = require('dgram')

const client = dgram.createSocket('udp4')

// 當綁定端口好啟動成功后觸發
client.on('listening', () => {
  const address = client.address()
  console.log(`client running ${address.address}: ${address.port}`)
})

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

// 當收到消息時觸發
client.on('message', (msg, remoteInfo) => {
  console.log(`來自服務端消息:【${msg}】 from ${remoteInfo.address}:${remoteInfo.port}`)
})

// 發生異常觸發
client.on('error', err => {
  console.log('client error', err)
})

// 綁定端口號
// client.bind(20001)

UDP 廣播示例：

發送消息：

const dgram = require('dgram')

const server = dgram.createSocket('udp4')

// 當綁定端口好啟動成功后觸發
server.on('listening', () => {
  const info = server.address()
  console.log(`server running ${info.address}: ${info.port}`)
  // 開啟廣播模式
  server.setBroadcast(true)
  // 案例： 每隔兩秒發送一條消息
  let a = 1
  setInterval(() => {
    // 直接地址 可以經過路由轉發
    // 受限地址 255.255.255.255 不會經過路由轉發，只在當前連接的路由器局域網中
    server.send(`測試數據${a++}`, 20001, '255.255.255.255')
  }, 2000)
})


// 綁定端口號
server.bind(20000)

接收消息：

const dgram = require('dgram')

const client = dgram.createSocket('udp4')

// 當收到消息時觸發
client.on('message', (msg, remoteInfo) => {
  console.log(`收到消息:【${msg}】 from ${remoteInfo.address}:${remoteInfo.port}`)
})

// 綁定端口號
client.bind(20001)

UDP組播示例

發送數據：

//  組播
const dgram = require('dgram')

const server = dgram.createSocket('udp4')

// 當綁定端口好啟動成功后觸發
server.on('listening', () => {
  const info = server.address()
  console.log(`server running ${info.address}: ${info.port}`)
  // 案例： 每隔兩秒向組播發送一條消息
  let a = 1
  setInterval(() => {
    server.send(`測試數據${a++}`, 20001, '224.1.1.101')
  }, 2000)
})

// 綁定端口號
server.bind(20000)

接收數據：

//  組播
const dgram = require('dgram')

const client = dgram.createSocket('udp4')

client.on('listening', () => {
  // 加入組播的組
  client.addMembership('224.1.1.101')
})

// 當收到消息時觸發
client.on('message', (msg, remoteInfo) => {
  console.log(`收到消息:【${msg}】 from ${remoteInfo.address}:${remoteInfo.port}`)
})

// 綁定端口號
client.bind(20001)