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        Air780E軟件指南:UDP應用示例

        發布人:13673998452 時間:2025-01-10 來源:工程師 發布文章
        一、UDP概述


        UDP(用戶數據報協議,UserDatagramProtocol)是一種無連接的、不可靠的傳輸層協議,主要用于實現網絡中的快速通訊。以下是UDP通訊的主要特點:

        1.1 無連接通訊:

        UDP在發送數據之前不需要建立連接,這大大減少了通訊的延遲。發送方只需將數據包封裝成UDP報文,并附上目的地址和端口號,即可直接發送。

        1.2 不可靠傳輸:

        UDP不保證數據包的順序性、完整性和可靠性。數據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,如實現錯誤檢測、數據重傳等機制。

        1.3 面向報文:

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

        1.4 高效性:

        UDP的頭部結構非常簡單,只包含必要的字段,如源端口、目的端口、數據長度和校驗和。這種簡潔的頭部設計使得UDP在處理數據包時更加高效,減少了網絡延遲。

        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,即使數據包偶爾丟失或延遲,也不會對整體功能產生嚴重影響。

         

        二、UDP-UART透傳功能實現的概述


        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數據的雙向傳輸!


        2.1 本教程實現的功能定義

        通過網頁端啟動一個UDP服務器;

        4G模組插卡開機后,連接上UDP服務器;

        4G模組向UDP服務器發送"UDPCONNECT",服務器可以收到數據并且在網頁端顯示;

        UDP服務器網頁端向4G模組發送datafromUDPserver,4G模組可以收到數據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 數據接收回調:搭建響應橋梁

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

        2.2.3 UDP網絡配置:鋪就數據通道

        2.2.4 UDP至串口透傳:數據無縫流轉

        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

        2.3.2 完整實例深度剖析

         三、總結


        UDP-UART匯總:

        UDP(用戶數據報協議)是一種無連接的傳輸層協議,它提供不可靠的服務,不保證數據包的順序、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(通用異步收發傳輸器)是一種串行通信協議,用于在計算機和其他設備之間傳輸數據。UART通信是異步的,意味著每個數據包的發送和接收是獨立的,不需要時鐘信號來同步。UART通信通常用于低速設備之間的連接,如微控制器、傳感器等。

        將UDP與UART結合起來,通常是在嵌入式系統或物聯網(IoT)應用中,需要將設備上的數據通過網絡傳輸到遠程服務器或其他設備時。在這種情況下,UART可能用于設備內部的串行通信,而UDP則用于設備之間的網絡通信。例如,一個基于微控制器的設備可能通過UART接口收集傳感器數據,然后通過UDP協議將這些數據發送到遠程服務器進行分析或存儲。

        需要注意的是,UDP和UART是不同層次的協議,UDP位于傳輸層,而UART位于物理層和數據鏈路層(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揮作用,但可以在某些應用場景中結合使用以實現設備到網絡的通信。

         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是一種無連接的協議,主要用于實時應用,如IP電話和視頻會議,它不保證數據的可靠交付。雖然UDP本身不提供認證功能,但可以在應用層或通過網絡設備實現用戶認證。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,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)。具體實現方式取決于應用場景和需求。

         五、擴展


        5.1 關于TCP和UDP

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


        5.2 連接性:

        TCP:面向連接。在數據傳輸之前,需要先建立連接(三次握手),確保數據傳輸的可靠性。

        UDP:無連接。數據傳輸前不需要建立連接,直接發送數據包。

        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,確保數據按順序、無錯誤地傳輸。

        UDP:不保證數據的可靠性。數據包可能會丟失、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的應用場景,如網頁瀏覽、文件傳輸等。

        UDP:適用于對實時性要求較高、但對數據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,能夠根據網絡狀況調整數據傳輸速率。

        UDP:沒有流量控制和擁塞控制機制,數據發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。

         

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