UDP协议详解

目录

网络原生的情况

网络原生是不可靠的：

网络是不安全的：

一，UDP协议：User Datagram Protocol 用户报文协议

UDP不可靠的原因

1，UDP工作机制

 UDP的特点：

UDP协议的应用场景：

2，UDP的报头

UDP协议的解包：

 UDP数据分用：UDP协议将数据交付给那个进程？

UDP校验和：

UDP没有发送缓冲区：

UDP协议存在接收缓冲区：

 UDP发送数据报：

UDP接收数据报：

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网络原生的情况

：网络中的数据在路由器之间不停的路由转发，达到主机与主机之间的通信

网络原生是不可靠的：

1，对方不一定能收到，2，不能保证收到的顺序与发送顺序相同

网络是不安全的：

1，信息在路由器之间转发时，可以被他人修改，窃取和监听，2，别人可以伪造发送数据

一，UDP协议：User Datagram Protocol 用户报文协议

        在host to host 连通的情况下，实现process to process （P2P）

UDP不可靠的原因

        网络传输的本身时不可靠的，而UDP协议没有对信息传输做处理，因此，UDP协议是不可靠的

1，UDP工作机制

 UDP的特点：

        不可靠，无连接，面向数据报文的（字符流），传输成本低

• 分组首部开销小**，TCP首部20字节，UDP首部8字节。

•  UDP无连接，时间上不存在建立连接需要的时延。空间上，TCP需要在端系统中维护连接状态，需要一定的开销

• UDP没有拥塞控制，应用层能够更好的控制要发送的数据和发送时间，网络中的拥塞控制也不会影响主机的发送速率。某些实时应用要求以稳定的速度发送，能容 忍一些数据的丢失，但是不能允许有较大的时延（比如实时视频，直播等）

• UDP提供尽最大努力的交付，不保证可靠交付。所有维护传输可靠性的工作需要用户在应用层来完成。没有TCP的确认机制、重传机制。如果因为网络原因没有传送到对端，UDP也不会给应用层返回错误信息

• UDP是面向报文的，对应用层交下来的报文，添加首部后直接乡下交付为IP层，既不合并，也不拆分，保留这些报文的边界。

• UDP常用一次性传输比较少量数据的网络应用，如DNS,SNMP等，因为对于这些应用，若是采用TCP，为连接的创建，维护和拆除带来不小的开销。

UDP协议的应用场景：

UDP常用于多媒体应用（如IP电话，实时视频会议，流媒体等）数据的可靠传输对他们而言并不重要，TCP的拥塞控制会使他们有较大的延迟，也是不可容忍的

2，UDP的报头

UDP首部有8个字节，由4个字段构成，每个字段都是两个字节，
1.源端口： 源端口号，需要对方回信时选用，不需要时全部置0.
2.目的端口：目的端口号，在终点交付报文的时候需要用到。
3.长度：UDP的数据报的长度（包括首部和数据）其最小值为8（只有首部）
4.校验和：检测UDP数据报在传输中是否有错，有错则丢弃。
该字段是可选的，当源主机不想计算校验和，则直接令该字段全为0.
当传输层从IP层收到UDP数据报时，就根据首部中的目的端口，把UDP数据报通过相应的端口，上交给应用进程。
如果接收方UDP发现收到的报文中的目的端口号不正确（不存在对应端口号的应用进程0,），就丢弃该报文，并由ICMP发送“端口不可达”差错报文给对方。
 

UDP协议的解包：

        UDP协议的header一定是8字节，剩下的长度都是payload数据报文，

 UDP数据分用：UDP协议将数据交付给那个进程？

        UDP协议的目的端口，可以实现协议能到到达指定的进程。同时携带自己端口号，保证双方都可以进行通信

UDP校验和：

        保证数传输的完整性和准确性，

        原理：利用hash函数，计算发送的数据与接收的数据的hash值是否相等，来判断接收与发送数据的hash值是否相等，CRC循环冗余码则是UDP校验发送数据是否准确到达接收方的一种校验手段。

UDP没有发送缓冲区：

        应用层将数据报经过UDP协议，将UDP数据报发送成功，因为UDP没有发送缓冲区，所以应用层看到数据发送成功，只是说明数据报已经被传输层所接收。

UDP协议存在接收缓冲区：

        接收方的应用层存在缓冲区，接收方的传输层在收到数据以后，会将收到的数据暂存到缓冲区，等待接收方应用层来读取数据。

 UDP发送数据报：

（UDP协议会将数据报完完整整的发送，不会对数据报进行拆分，应用层发100K，传输层就一次性发送100k的数据）

1，应用层接收数据报

2，传输层将数据报（payload）添加协议头（16位本地端口，16位目的端口，16位数据报长度，16位的校验码，）

3，将数据报封装成datagramPacket，发送到网络层

4，网络层接收到数据报，通知应用层数据发送成功。

UDP接收数据报：

1，从网络层接收UDP数据报

2，将数据报按照定长拆分成header和payload，

3，读取发送方端口，目的端口，数据长度，校验码

4，验证长度和校验码，无论数据是否出错，UDP协议都不会做出任何响应给发送方，所以发送方也不知道数据是否发送成功，没有得到接收的回应，所以说UDP是不可靠的。