C#下UDP通信性能探究

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0.前言

一个项目，使用C#做UDP组播通信，发现这个过程中有丢包现象，做个测试看看哪种方式更好。

测试工具：visual studio 2022

语言：C#

框架：.netframework 4.5

网络通信库：udpClinet、socket

方式：本机收发

1.数据发送端

数据发送端用C#编写的winfrom程序，使用的是udpClient，参考代码如下：

string msg="101010EF62";//测试发送的数据

string[] str;

try

{

string ip = "224.0.0.85"; //组播地址

int port = 28889; //组播端口

System.Net.Sockets.UdpClient udpClient = new System.Net.Sockets.UdpClient();

str = Enumerable.Range(0, msg.Length / 2).Select(i => msg.Substring(i * 2, 2)).ToArray(); //分割成两个一组

byte[] res = new byte[str.Length];

for (int i = 0; i < str.Length; i++)

{

res[i] = Convert.ToByte(str[i], 16); //信息序号

}

udpClient.Send(res, res.Length, new IPEndPoint(IPAddress.Parse(ip), port));

}

catch (Exception ex)

{

Console.WriteLine(ex);

}

注意，发送方式为没有任何间隔（一般做网络通信时要求有一定的间隔，来减少丢包率，此处为了测试性能，发送过程中没有任何间隔）

2.接收端-UdpClient方式

接收端为C#控制台程序（.netframework4.5），使用UdpClient默认方式如下：

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Net;

using System.Net.Sockets;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

 

namespace UDP_test

{

internal class Program

{

private static UdpClient udpClient; //UDP客户端

static void Main(string[] args)

{

udpClient = new UdpClient(28889);

udpClient.JoinMulticastGroup(IPAddress.Parse("224.0.0.85")); // 加入组播组

int sum = 0;//计数器

Console.WriteLine("开始接收数据");

while (true)

{

// 接收数据

IPEndPoint remoteEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 28889);

byte[] receiveData = udpClient.Receive(ref remoteEndPoint);

string data = BitConverter.ToString(receiveData);

//Console.WriteLine(data);

sum = sum + 1;

Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString("mm:ss fff") + " 第" + sum);

}

}

}

}

发送211940条（每条按照218B计算,大概是211940*218/1024/1024=44MB），测试5次

发送持续时间	发送最后时间	接收最后时间	接收条数
206s	47:14 105	47:14 107	204123
176s	57:18 762	57:18 762	204026
151s	02:20 506	02:20 506	199627
162s	07:23 605	07:23 606	203649
174s	14:20 019	14:20 019	202774

我们把缓冲区加大，代码参考如下：

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Net;

using System.Net.Sockets;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

 

namespace UDP_test

{

internal class Program

{

private static UdpClient udpClient; //UDP客户端

static void Main(string[] args)

{

udpClient = new UdpClient(28889);

udpClient.JoinMulticastGroup(IPAddress.Parse("224.0.0.85")); // 加入组播组

int sum = 0;//计数器

Console.WriteLine("开始接收数据");

udpClient.Client.ReceiveBufferSize = 8*1024*1024; //设置缓冲区

while (true)

{

// 接收数据

IPEndPoint remoteEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 28889);

byte[] receiveData = udpClient.Receive(ref remoteEndPoint);

string data = BitConverter.ToString(receiveData);

//Console.WriteLine(data);

sum = sum + 1;

Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString("mm:ss fff") + " 第" + sum);

}

}

}

}

结果如下：

发送持续时间	发送最后时间	接收最后时间	接收条数
158s	44:05 531	44:05 531	211940
164s	50:14 850	50:14 850	211940
154s	54:18 726	54:18 728	211940
153s	59:04 861	59:04 867	211940
160s	04:58 543	04:58 543	211940

结果发现并不丢包。

3.接收端—socket方式

参考代码如下：

//接收数据缓冲池

private static readonly ArrayPool<byte> BufferPool = ArrayPool<byte>.Shared;

 

private void ReceiveData()

{

 

// 组播地址和端口

IPAddress multicastAddress = IPAddress.Parse("224.0.0.85");

int port = 28889;

// 创建 UDP Socket

Socket receiverSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);

// 绑定到本地端口

IPEndPoint localEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, port);

receiverSocket.Bind(localEndPoint);

// 加入组播组

receiverSocket.SetSocketOption(SocketOptionLevel.IP, SocketOptionName.AddMembership, new MulticastOption(multicastAddress, IPAddress.Any));

// 接收数据

while (true)

{

byte[] buffer = BufferPool.Rent(1024);

EndPoint remoteEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);

int length = receiverSocket.ReceiveFrom(buffer, ref remoteEndPoint);

string message = BitConverter.ToString(buffer, 0, length);

Console.WriteLine(message );

}

}

经过测试，发现使用socket+缓冲池的情况下，数据接收能力更好，丢包率更低