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Air780E軟件指南:UDP應用示例

發(fā)布人:13673998452 時間:2025-01-10 來源:工程師 發(fā)布文章
一、UDP概述


UDP(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議,UserDatagramProtocol)是一種無連接的、不可靠的傳輸層協(xié)議,主要用于實現(xiàn)網(wǎng)絡中的快速通訊。以下是UDP通訊的主要特點:

1.1 無連接通訊:

UDP在發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接,這大大減少了通訊的延遲。發(fā)送方只需將數(shù)據(jù)包封裝成UDP報文,并附上目的地址和端口號,即可直接發(fā)送。

1.2 不可靠傳輸:

UDP不保證數(shù)據(jù)包的順序性、完整性和可靠性。數(shù)據(jù)包在傳輸過程中可能會丟失、重復或亂序到達。因此,UDP通訊需要應用層自行處理這些問題,如實現(xiàn)錯誤檢測、數(shù)據(jù)重傳等機制。

1.3 面向報文:

UDP以報文為單位進行數(shù)據(jù)傳輸,每個報文都是獨立的。這種面向報文的特性使得UDP能夠保持數(shù)據(jù)的完整性,并且便于進行錯誤檢測和處理。

1.4 高效性:

UDP的頭部結(jié)構(gòu)非常簡單,只包含必要的字段,如源端口、目的端口、數(shù)據(jù)長度和校驗和。這種簡潔的頭部設(shè)計使得UDP在處理數(shù)據(jù)包時更加高效,減少了網(wǎng)絡延遲。

1.5 實時性:

UDP通訊具有較快的傳輸速度,適用于對實時性要求較高的應用場景,如視頻通話、在線游戲等。在這些場景中,即使數(shù)據(jù)包偶爾丟失或延遲,也不會對整體功能產(chǎn)生嚴重影響。

 

二、UDP-UART透傳功能實現(xiàn)的概述


本文教你怎么使用luatos腳本語言,就可以讓4G模組連接上一個UDP服務器,并且模組和服務器之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸!


2.1 本教程實現(xiàn)的功能定義

通過網(wǎng)頁端啟動一個UDP服務器;

4G模組插卡開機后,連接上UDP服務器;

4G模組向UDP服務器發(fā)送"UDPCONNECT",服務器可以收到數(shù)據(jù)并且在網(wǎng)頁端顯示;

UDP服務器網(wǎng)頁端向4G模組發(fā)送datafromUDPserver,4G模組可以收到數(shù)據(jù)并且通過串口輸出顯示;

2.2  核心腳本代碼詳解


2.2.1 串口初始化

本文示例:串口使用MAIN_UART(uart1)

2.2.2 數(shù)據(jù)接收回調(diào):搭建響應橋梁

這里使用uart.rx接口,和以zbuff的方式存儲從uart1外部串口收到的數(shù)據(jù)--收取數(shù)據(jù)會觸發(fā)回調(diào),這里的"receive"是固定值不要修改。

2.2.3 UDP網(wǎng)絡配置:鋪就數(shù)據(jù)通道

2.2.4 UDP至串口透傳:數(shù)據(jù)無縫流轉(zhuǎn)

2.2.5 串口至UDP反透傳:信息雙向傳遞

2.3 成果演示與深度解析:


2.3.1 成果運行精彩呈現(xiàn)

2.3.2 完整實例深度剖析

 三、總結(jié)


UDP-UART匯總:

UDP(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)是一種無連接的傳輸層協(xié)議,它提供不可靠的服務,不保證數(shù)據(jù)包的順序、完整性或正確性,但具有較低的時延和開銷。UDP常用于需要快速傳輸且對丟包不太敏感的應用,如實時音視頻、在線游戲等。

UART(通用異步收發(fā)傳輸器)是一種串行通信協(xié)議,用于在計算機和其他設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)。UART通信是異步的,意味著每個數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收是獨立的,不需要時鐘信號來同步。UART通信通常用于低速設(shè)備之間的連接,如微控制器、傳感器等。

將UDP與UART結(jié)合起來,通常是在嵌入式系統(tǒng)或物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應用中,需要將設(shè)備上的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳輸?shù)竭h程服務器或其他設(shè)備時。在這種情況下,UART可能用于設(shè)備內(nèi)部的串行通信,而UDP則用于設(shè)備之間的網(wǎng)絡通信。例如,一個基于微控制器的設(shè)備可能通過UART接口收集傳感器數(shù)據(jù),然后通過UDP協(xié)議將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程服務器進行分析或存儲。

需要注意的是,UDP和UART是不同層次的協(xié)議,UDP位于傳輸層,而UART位于物理層和數(shù)據(jù)鏈路層(在某些上下文中,可能被視為一種簡單的通信接口)。它們各自在其層次上發(fā)揮作用,但可以在某些應用場景中結(jié)合使用以實現(xiàn)設(shè)備到網(wǎng)絡的通信。

 四、常見問題


4.1 UDP是否支持單向/雙向認證?

UDP本身不直接支持單向或雙向認證。UDP是一種無連接的協(xié)議,主要用于實時應用,如IP電話和視頻會議,它不保證數(shù)據(jù)的可靠交付。雖然UDP本身不提供認證功能,但可以在應用層或通過網(wǎng)絡設(shè)備實現(xiàn)用戶認證。這種認證可以在連接建立的起始階段進行,并且可以通過多種方式實現(xiàn),包括單向認證(如客戶端向服務器提供認證信息)和雙向認證(雙方相互驗證身份)。具體實現(xiàn)方式取決于應用場景和需求。

 五、擴展


5.1 關(guān)于TCP和UDP

TCP(TransmissionControlProtocol,傳輸控制協(xié)議)和UDP(UserDatagramProtocol,用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)都是網(wǎng)絡層之上的傳輸層協(xié)議,它們在網(wǎng)絡通訊中扮演著重要的角色,但有著顯著的區(qū)別。以下是TCP和UDP的簡化對比:


5.2 連接性:

TCP:面向連接。在數(shù)據(jù)傳輸之前,需要先建立連接(三次握手),確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

UDP:無連接。數(shù)據(jù)傳輸前不需要建立連接,直接發(fā)送數(shù)據(jù)包。

5.3 可靠性:

TCP:提供可靠的傳輸服務。通過確認應答、超時重傳、錯誤校驗等機制,確保數(shù)據(jù)按順序、無錯誤地傳輸。

UDP:不保證數(shù)據(jù)的可靠性。數(shù)據(jù)包可能會丟失、重復或亂序到達。


5.4 速度:

TCP:由于需要建立連接和進行各種可靠性檢查,TCP的傳輸速度相對較慢。

UDP:沒有連接建立和可靠性檢查的開銷,UDP的傳輸速度通常更快。


5.5 應用場景:

TCP:適用于需要可靠傳輸?shù)膽脠鼍?,如網(wǎng)頁瀏覽、文件傳輸?shù)取?/p>

UDP:適用于對實時性要求較高、但對數(shù)據(jù)可靠性要求不高的應用場景,如視頻流、音頻流、在線游戲等。


5.6 流量控制:

TCP:具有流量控制和擁塞控制機制,能夠根據(jù)網(wǎng)絡狀況調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸速率。

UDP:沒有流量控制和擁塞控制機制,數(shù)據(jù)發(fā)送速率完全取決于應用程序。


5.7 頭部開銷:

TCP:頭部開銷較大,包含源端口、目的端口、序列號、確認號、窗口大小等多個字段。

UDP:頭部開銷較小,僅包含源端口、目的端口、長度和校驗和等字段。

 

今天就分享到這里了!


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