3. 简述基于UDP的Socket编程原理，你见过或用过哪些基于UDP的应用程序？

基于UDP的Socket编程原理：

1. 服务器创建Socket并绑定IP地址和端口号。
2. 客户端创建Socket并向服务器发送数据报。
3. 服务器通过recvfrom函数接收客户端发送的数据报，并可以通过sendto函数向客户端发送数据报。

基于UDP的应用程序有很多，常见的有：

1. DNS：域名系统，用于将域名转换为IP地址。
2. DHCP：动态主机配置协议，用于在网络中自动分配IP地址、子网掩码等配置信息。
3. TFTP：简单文件传输协议，用于在客户端和服务器之间传输文件。
4. SNMP：简单网络管理协议，用于在网络设备之间传输管理信息。
5. VoIP：网络电话，用于通过互联网进行语音通话。

相关问题

20.域名解析的过程和步骤？ 21.列举常见的网络协议？ 22.ARP协议工作原理？ 23.TCP/IP协议三本书名？ 24.简述snmp协议？ 25.Socket通信流程？ 26.TCP和UDP的区别？ 27.网络七层协议？ 28.C/S架构中，当服务器给客服端发送数据时，客服端离开，服务器怎么判断？ 29.说说TCP三次握手？发送的是什么内容？TCP报头内容？ 多任务系统环境下经常用到函数阻塞和非阻塞状态，其区别是什么？

20. 域名解析的过程和步骤：
- 用户在浏览器中输入域名
- 本地 DNS 缓存查找域名解析结果，如果没有则向本地 DNS 服务器请求
- 本地 DNS 服务器查找缓存，如果没有则向根域名服务器请求
- 根域名服务器返回顶级域名服务器的地址
- 本地 DNS 服务器向顶级域名服务器请求
- 顶级域名服务器返回次级域名服务器的地址
- 本地 DNS 服务器向次级域名服务器请求
- 次级域名服务器返回域名对应的 IP 地址
- 本地 DNS 服务器将 IP 地址返回给用户

21. 常见的网络协议：
HTTP、FTP、SMTP、POP3、IMAP、DNS、TCP、UDP、IP、ICMP、ARP、RARP、SSH、SSL、TLS、SNMP等。

22. ARP协议工作原理：
ARP（Address Resolution Protocol）是一种用于将IP地址转换成物理地址的协议。当主机发送数据包时，需要知道目标主机的物理地址，ARP协议就是解决这个问题的。具体工作原理如下：
- 主机A向网络上广播一个ARP请求，请求目标主机B的物理地址
- 网络上所有主机都能收到该请求，但只有主机B会响应，向主机A发送一个ARP响应包，包含自己的物理地址
- 主机A收到响应包后，就知道了主机B的物理地址，之后就可以将数据包发送给主机B了

23. TCP/IP协议三本书名：
《TCP/IP协议详解》（卷1：协议）、《TCP/IP协议详解》（卷2：实现）和《TCP/IP协议详解》（卷3：TCP事务协议、HTTP、NNTP和UNIX域协议）。

24. SNMP协议：
SNMP（Simple Network Management Protocol）是一种用于在网络上管理和监控网络设备的协议。它可以查询和修改设备的配置信息，监控设备的状态和性能等。SNMP协议由管理站和代理两部分组成，管理站通过SNMP协议向代理发送请求，代理则根据请求返回相应的数据。

25. Socket通信流程：
Socket是一种在应用层和传输层之间的接口，用于实现网络通信。Socket通信流程如下：
- 服务器创建Socket并绑定端口
- 客户端创建Socket并连接服务器
- 服务器接收客户端连接请求，创建新的Socket与客户端通信
- 客户端与服务器通过Socket进行通信
- 通信结束后，客户端和服务器关闭Socket连接

26. TCP和UDP的区别：
TCP（Transmission Control Protocol）和UDP（User Datagram Protocol）是两种常见的传输层协议。它们的区别如下：
- TCP提供可靠的数据传输服务，UDP提供不可靠的数据传输服务
- TCP保证数据传输的完整性和顺序，UDP不保证
- TCP需要建立连接，UDP不需要
- TCP的数据传输速度较慢，UDP的数据传输速度较快

27. 网络七层协议：
网络七层协议指的是ISO/OSI模型，它将计算机网络分为七个层次，每个层次都有自己的功能和协议。从下到上分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

28. C/S架构中，当服务器给客户端发送数据时，客户端离开，服务器怎么判断？
服务器可以通过心跳机制来判断客户端是否离开。心跳机制是指服务器定时向客户端发送一条数据包，如果客户端在规定时间内没有响应，就认为客户端已经离线了。

29. TCP三次握手：
TCP三次握手是指在TCP连接建立时，客户端和服务器之间需要进行三次通信，完成连接的建立。具体过程如下：
- 客户端向服务器发送一个SYN包，表示请求建立连接，并选择一个初始序列号
- 服务器收到SYN包后，向客户端发送一个SYN+ACK包，表示同意建立连接，并确认客户端的序列号，同时选择一个自己的序列号
- 客户端收到SYN+ACK包后，向服务器发送一个ACK包，表示确认收到服务器的响应，连接建立完成
TCP报头内容包括：源端口、目的端口、序号、确认号、标志位、窗口大小、校验和、紧急指针等。

函数阻塞和非阻塞状态的区别在于函数调用时是否会一直等待返回结果。阻塞函数会一直等待，直到返回结果或出现错误；非阻塞函数则会立即返回，不会等待结果。在多任务系统中，通常使用非阻塞函数可以提高系统的响应速度和效率。

9.简述UDP的特点？

### UDP协议的主要特点

#### 无连接通信
UDP属于一种无连接的传输层协议，这意味着在两个节点间传送数据之前不需要建立连接。发送方可以随时向接收方发送数据报文，而无需事先确认对方的存在或准备情况[^1]。

#### 尽力而为的服务
由于缺乏像TCP那样的可靠机制来确保消息的成功传递，因此UDP只提供尽力而为的服务。一旦数据包发出后，就不再跟踪该数据包的状态，也无法知道这些数据是否能成功抵达目的地以及保持完整的状态。

#### 数据完整性风险
因为没有内置的数据校验功能（除了基本的错误检测），所以通过UDP传输的信息可能会丢失部分片段或者出现损坏的情况而不被察觉到。此外，多个连续发送出去的数据包可能不会按照原来的顺序到达目标主机处[^2]。

#### 高效低延迟
尽管存在上述不足之处，但正是由于省去了复杂的握手过程和流量控制措施等因素的影响，使得基于UDP的应用程序通常拥有更低的时间开销与更高的效率表现，非常适合实时性强的任务需求场景，比如在线游戏、语音通话等服务。

#### 缺乏重发机制
当遇到网络拥塞或者其他异常状况造成某些分组未能及时送达时，UDP并不会尝试重新发送它们；相反地，任何未接收到的消息都将永久遗失掉。对于依赖于稳定性和准确性较高的业务逻辑来说这显然是不可接受的缺陷之一。

import socket

# 创建一个UDP套接字对象
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

message = b'This is a test message.'
server_address = ('localhost', 8090)

try:
    sent = sock.sendto(message, server_address)  # 发送数据至指定地址
    
except Exception as e:
    print(f'Error occurred: {e}')

finally:
    sock.close()