Question

我在python中使用UDP丢失了很多数据包。我知道如果我不想丢包，我应该使用TCP，但是我没有（完全）控制发送者。

它是一台使用UDP多播每秒发送15张图像的相机。

下面你会看到我现在写的代码。它使用多处理来允许生产者和消费者功能并行工作。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。

我编写了一个PacketStream类，它将包中的字节写入.bmp文件。

当相机发送新图像时，它首先发送一个数据包，第一个字节= 0x01。其中包含有关图像的信息。然后发送612个包，第一个字节= 0x02。它们包含图像中的字节（508字节/包）。

由于每秒发送15张图像，每秒发送约9000个数据包。尽管如此，这种情况在每个图像的突发中以更快的速率发生，大约为22个包/ ms。

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，会丢失数据包。当然我的Windows 7个电脑应该可以处理这个？我也在覆盆子pi 3上使用它，并且错过了或多或少相同数量的数据包。因此，我认为这是代码的问题。

我尝试过很多不同的东西，比如线程而不是多处理，管道而不是队列。

我也尝试用

增加套接字缓冲区

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

无济于事。

这在python中完全可以吗？

提前致谢，

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.'

修改

感谢所有建议。

1）我已经尝试过线程+队列，而且＆＃39; .join（），似乎并没有太大的区别。我现在很确定问题是生产者线程没有得到足够的优先权。我无法找到如何使用Python增加它？这甚至可能吗？

2）我使用下面的代码设法只损失了大约10％。处理器大约为25％（在树莓派上）关键是在数据包流暂停时消耗数据，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)

Answer 1

一些改进代码的建议，但首先要问一个问题：您是否已经衡量了什么可能会减慢速度？例如，您是否查看了系统的CPU使用情况。如果您达到100％可能会导致数据包丢失的原因。如果它大部分处于空闲状态，则还会发生其他问题，而且问题与代码的性能无关。

现在，一些改进代码的建议：

在处理UDP套接字时使用socket.recvfrom而不是sock.recv
不要使用进程进行多处理，如果我们正在谈论〜，那么将数据从一个进程发送到另一个进程必须进行的序列化很可能是一个性能瓶颈每秒9000次通话。尝试使用线程（threading + queue模块）。但是，由于您没有提供任何观察到的数字，因此很难说真的。
在获取数据包时不要使用字符串连接来构建接收者的缓冲区。这会创建大量新的临时字符串对象并始终复制数据。相反，将每个数据包附加到列表中，当您收到所有数据时，"".join(packets)将它们全部放在一起。

接收带有python，丢包的UDP数据包

1 个答案: