提问者:小点点

使用python接收UDP数据包,数据包丢失


我在Python中使用UDP会有很多数据包丢失。我知道我应该使用TCP,如果我不想丢包,但我没有(完全)控制发送者。

这是一种使用UDP组播每秒发送15张图像的相机。

下面是我现在写的代码。它使用多处理来允许生产者和消费者函数并行工作。生产者函数捕获数据包,消费者函数处理它们并将图像写入。bmp文件。

我已经编写了一个类PacketStream,它将包中的字节写入一个。bmp文件。

当相机发送新图像时,它首先发送一个数据包,第一字节=0x01。这包含有关图像的信息。然后发送612个数据包,第一字节=0x02。这些包含映像中的字节(508字节/包)。

由于每秒发送15个映像,因此每秒发送9000个数据包。不过,这是以更快的速度发生的,在每个图像的突发,22包/秒。

我可以使用tcpdump或wireshark完美地接收所有数据包。但是使用下面的代码,数据包会丢失。我的windows 7电脑肯定能处理这个问题吧?我也在一个raspberry PI3上使用它,而且或多或少会漏掉相同数量的数据包。因此我认为这是代码的问题。

我尝试了很多不同的方法,比如线程而不是多处理,管道而不是队列。

我还尝试用

sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_RCVBUF, 3000000)

无济于事。

这在Python中是可能的吗?

先谢谢你,

import time
from multiprocessing import Process, Queue
import socket
import struct
from PIL import Image


class PacketStream:
    def __init__(self, output_path):
        self.output_path = output_path
        self.data_buffer = ''
        self.img_id = -1  # -1 = waiting for start of new image

    def process(self, data):
        message_id = data[0]
        if message_id == '\x01':
            self.wrap_up_last_image()
            self.img_id = ord(data[3])
            self.data_buffer = ''
        if message_id == '\x02':
            self.data_buffer += data[6:]

    def wrap_up_last_image(self):
        if self.img_id > 0:
            n_bytes = len(self.data_buffer)
            if n_bytes == 307200:
                global i
                write_image(self.output_path + str(i).zfill(7) + '_' + str(self.img_id).zfill(3) + '.bmp',
                            self.data_buffer)
                i += 1
            else:
                print 'Image lost: %s bytes missing.' % (307200 - n_bytes)


def write_image(path, data):
    im = Image.frombuffer('L', (640, 480), bytearray(data), 'raw', 'L', 0, 1)
    im.save(path)
    print time.time(), path


def producer(q):
    # setup socket
    MCAST_GRP = '239.255.83.71'
    MCAST_PORT = 2271
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM, socket.IPPROTO_UDP)
    sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
    sock.bind(('', MCAST_PORT))
    mreq = struct.pack('4sl', socket.inet_aton(MCAST_GRP), socket.INADDR_ANY)
    sock.setsockopt(socket.IPPROTO_IP, socket.IP_ADD_MEMBERSHIP, mreq)
    while True:
        q.put(sock.recv(512))


def consumer(q):
    packet_stream = PacketStream('D:/bmpdump/')
    while True:
        data = q.get()
        packet_stream.process(data)

i = 0
if __name__ == '__main__':
    q = Queue()

    t1 = Process(target=producer, args=(q,))
    t1.daemon = True  # so they stop when the main prog stops
    t1.start()
    t2 = Process(target=consumer, args=(q,))
    t2.daemon = True
    t2.start()

    time.sleep(10.0)

    print 'Program finished.'

编辑

谢谢你的建议。

1)我已经尝试了threading+queue,还有''.join(),似乎没有太大的区别。我很确定现在的问题是生产者线程没有获得足够的优先级。我不知道如何使用Python来增加这个优先级?这可能吗?

2)使用下面的代码,我只损失了大约10%。处理器在25%(在raspberry pi上)关键是在数据包流中出现停顿时消耗数据,即当最后一个数据包到达时

import time
import socket
import struct
from PIL import Image


def write_image(path, data):
    im = Image.frombuffer('L', (640, 480), bytearray(data), 'raw', 'L', 0, 1)
    im.save(path)
    print time.time(), path

def consume(data_buffer):
    img_id = ord(data_buffer[0][1])
    real_data_buffer = [data[6:] for data in data_buffer]
    data_string = ''.join(real_data_buffer)

    global i
    write_image('/media/pi/exthdd_02/bmpdump/' + str(i).zfill(7) + '_' + str(img_id).zfill(3) + '.bmp', data_string)
    i += 1

def producer(sock):
    print 'Producer start'
    data_buffer = []
    while True:
        data = sock.recvfrom(512)[0]
        if data[0] == '\x01':
            data_buffer = []
        else:
            data_buffer.append(data)
        if len(data_buffer) == 612:
            consume(data_buffer)


# image counter
i = 0

# setup socket
MCAST_GRP = '239.255.83.71'
MCAST_PORT = 2271
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM, socket.IPPROTO_UDP)
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
sock.bind((MCAST_GRP, MCAST_PORT))
mreq = struct.pack("4sl", socket.inet_aton(MCAST_GRP), socket.INADDR_ANY)
sock.setsockopt(socket.IPPROTO_IP, socket.IP_ADD_MEMBERSHIP, mreq)
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_RCVBUF, 30000000)

producer(sock)

共1个答案

匿名用户

这里有一些改进代码的建议,但首先要问一个问题:您是否测量了哪些因素可能会使代码变慢?例如,您是否查看了系统的CPU使用情况。如果你的命中率是100%,那很可能是数据包丢失的原因。如果它大部分是空闲的,则说明存在其他问题,并且问题与代码的性能无关。

现在,一些改进代码的建议:

  • 处理UDP套接字时使用而不是 +modules)。但是由于您没有提供任何观察到的数字,所以很难说是真的。/li> 在末尾将它们一起添加一次。/li>