高效异步 TCP/UDP 服务器设计：低延迟与高吞吐量实现指南

最新推荐文章于 2025-06-29 22:49:35 发布
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分类专栏： Python题库 python 文章标签： tcp/ip udp 服务器
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高效异步 TCP/UDP 服务器设计：低延迟与高吞吐量实现指南

1. 引言

在现代高并发网络环境中，如何设计一个低延迟且高吞吐量的 TCP/UDP 服务器成为了关键问题。从游戏服务器、实时数据处理，到高性能 API 网关，异步编程架构的选择至关重要。

在这篇文章中，我们将深入探讨如何使用 Python 构建高效的异步 TCP/UDP 服务器，利用 asyncio、selectors 以及 aiohttp 等技术实现性能优化，并结合实战案例和代码示例，帮助开发者掌握关键技巧。

2. 网络协议基础

在构建高性能服务器之前，我们需要明确 TCP 和 UDP 的基本特性：

  • TCP（Transmission Control Protocol）
    • 面向连接
    • 可靠传输，数据包顺序到达
    • 适用于文件传输、Web 应用、数据库访问等场景
  • UDP（User Datagram Protocol）
    • 无连接
    • 轻量级，低开销
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第五十九篇：Socket编程基础：TCP/UDP服务器与客户端实现
厚积薄发的博客
12-02 688
本文摘要：Python Socket编程是网络通信的核心技术，适用于构建Web服务器、实时聊天等应用。文章详细解析了TCP与UDP协议差异，通过完整代码示例演示了基础TCP服务器和多线程TCP服务器的实现。主要内容包括：1) Socket作为网络通信端点的基本概念；2) TCP可靠连接与UDP快速传输的特性对比；3) 从单线程到多线程的服务器开发实践；4) 连接管理、异常处理等关键环节。示例代码展示了服务器创建、绑定、监听、处理客户端请求的全流程，为开发者掌握网络编程提供了实用指导。
Flink系列：高吞吐和低延迟
NIO4444
06-27 2072
Flink以固定的缓存块为单位进行网络数据传输，用户可以通过设 置缓存块超时值指定缓存块的传输时机。 如果缓存块的超时值为0，则系统可以获得最低的处理延迟； 如果缓存块的超时值为无限大，则系统可以获得最高的吞吐量 ...
UDP协议：低延迟传输的秘密
最新发布
afsdfewasdf的博客
06-29 963
UDP（用户数据报协议）是一种无连接的传输层协议，具有低延迟和低开销的特点。它不提供可靠性保证、流量控制或拥塞控制，适用于实时性要求高的应用场景。UDP核心特性包括：无连接性、不可靠性、仅8字节的小头部开销，以及支持广播/多播传输。典型应用包括视频会议、在线游戏、DNS查询和IoT通信。与TCP相比，UDP牺牲可靠性换取传输效率，需注意数据完整性需由应用层自行保障。Python代码示例展示了UDP套接字的基本使用方法。
udp异步网络通讯(附源码)
08-23
基于UDPClient 编写的udphelper.dll udp网络通讯,编写库文件,附源码; 异步发送/接受消息;
异步UDP源码,集成服务端和客户端
05-26
基于异步udp写的demo，集成服务端和客户端，udp广义上来说没有那么明显的客户端和服务端，但是总有一个谁连接谁的问题，里面客户端还有一部分协议相关的，自己可以根据自己的需求进行相应的更改，正式上线的项目也是基于此来做的
UDP异步通信
weixin_30670925的博客
12-16 274
先看效果图 Server： using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; using System.Net; using System.Net.Sockets; using System.Threading; namespace AsyncServer { // 定义 Udp...
降低TCP连接传输延时(TCP/IP超时重传)
herongoal的博客
07-13 7698
提起TCP协议，大多数开发者会想起的有TCP的各种状态以及之间的转换过程，对于TCP相关的系统调用也能如数家珍。但是如果说TCP网络传输究竟有多快，相当一部分开发者就没有概念了。当前绝大部分网络应用程序都是使用操作系统内核提供的网络协议栈进行通信，因为它足够稳定而高效。但是如果因此就不去了解网络协议栈的设计和实现，那也不能称得上是一个优秀的开发人员。就Linux而言，内核提供了完整的TCP/IP网...
网络通讯TCP/UDP测试工具：搭建与验证
4. 性能评估：对网络延迟（Ping值）、吞吐量、带宽等进行测试，以评估网络通信性能。 5. 服务模拟功能：允许创建虚拟的服务端，以测试客户端的应用程序或服务是否能够正确处理与服务端的通信。 6. 协议分析：具备...
VC++版稳定高效tcp/udp iocp服务器及客户端
07-03
总的来说，"VC++版稳定高效tcp/udp iocp服务器及客户端"是一个利用IOCP机制实现的高性能网络通信解决方案，适合于开发需要处理大量并发连接的网络应用，如在线游戏服务器、实时通信平台等。通过阅读和理解该项目的源...
TCP/IP高效编程：改善网络程序的44个技巧
12-27
最后，书中可能会探讨一些高级话题，如TCP连接的延迟打开和延迟关闭，UDP的使用场景以及与TCP相比的优缺点，以及在高并发环境下如何使用TCP Keepalive防止死连接。 总的来说，《TCP/IP高效编程：改善网络程序的44个...
C# 异步UDP通讯
尹自强.DoSomething()
08-28 678
C#下的Socket编程有同步和异步之，他们的具体区别偶还是没有完全搞清楚，最近研究的了一下这方便的东西，写在此做个记录。 在UDp监听某一端口通讯的时候，可以采用同步，使用线程，然后接受阻塞的模式，但是还可以使用异步的方法，比如下列子：   using System.Net.Sockets; using System.Net; using System; using System.Text
Socket编程(异步通讯)（Tcp,Udp）
04-21
主要展示了Socket的Tcp\Udp两种协议下的基本通讯方式，属于同步通讯。至于一个服务器对应多个客户端，或者对应多个请求，我们采用的是多线程的方式来解决此问题。我们将有更好的方式去实现它：Socket在Tcp\Udp两种协议下的异步通讯方式.
c#异步UDP通信
超纯的小白兔
01-27 1814
using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; using System.Net; using System.Net.Sockets; using System.Threading; namespace AsyncServer { public class UdpState { p
UDP异步发送与接收
gzz1025928402的博客
12-07 1680
直接上代码 using System; using System.Net; using System.Net.Sockets; using System.Text; using UnityEngine; /// <summary> /// UDP协议异步通讯类(服务器端) /// </summary> public class UDPServer { /// <summary> /// 容器对象 /// </summary>
Udp 异步通信（三）
qq_37833413的博客
10-10 432
转自：https://blog.youkuaiyun.com/zhujunxxxxx/article/details/44258719 1.0服务端 using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Net; using System.Net.Sockets; using System.Text; ...
高效UDP异步编程
weixin_33915554的博客
12-21 192
因为要写一个网络程序要用到UDP协议,UDP这东西比较麻烦,又不像TCP一样提供可靠的连接,发送接收的超时实在不好设计,最后只要用Timer来检测有没有想要的数据包-_#,不过这不是这次的重点,重点是怎么建立一种高效的UDP机制来实时接收服务器发送过来的数据包. CodeProject上有个例子是开个线程去同步接收,这样倒是可以满足我的程序需求,不过实际中遇到几个问...
UDP.4.异步选择模型
老毛的博客
08-01 784
文章目录异步选择模型简介创建窗口异步选择模型SOCKET初始化6、异步选择6.1绑定消息和SOCKET6.2根据操作码进行处理 https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/api/winsock2/nf-winsock2-socket 基于UDP的网络编程还有5种模型： SELECT模型 事件选择模型 异步选择模型 重叠IO模型 完成端口模型 这节讲基于UDP的异步选择模型。 异步选择模型简介 操作系统为每个窗口创建一个消息队列并且维护，因此异步选择模型是基
TPS和QPS概念
qq_39248311的博客
11-05 1818
TPS Transactions Per Second，意思是每秒事务数，具体事务的定义，都是人为的，可以一个接口、多个接口、一个业务流程等等。一个事务是指事务内第一个请求发送到接收到最后一个请求的响应的过程，以此来计算使用的时间和完成的事务个数。 以单接口定义为事务为例，每个事务包括了如下3个过程： a.向服务器发请求 b.服务器自己的内部处理（包含应用服务器、数据库服务器等） c.服务器返回结果给客户端 如果每秒能够完成N次这三个过程，tps就是N； 如果多个接口定义为一个事务，那么，会重复执行abc，
boost库在工作（39）网络UDP异步服务端之九
大坡3D软件开发
09-01 8592
前面创建的UDP服务器和客户端，都是同步的方式，也就是说当接收数据时，不能参与别的事情执行的。如果在一个只有界面线程的程序里，又不想创建多线程，导致复杂程度的增加，在这种情况之下，我们还有一个方案可以选择，就是创建一个异步的UDP服务器或客户端，这样既有单线程的简单性，也可以让客户随便操作界面的快速响应的特性。在boost库里使用io_service对象来实现异步是轻而易举的事情，因为封装的接口简
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