用户数据包协议（user datagram protocol）——UDP
用户数据报协议（User Datagram Protocol，UDP）是无连接不可靠传输层协议。它不提供主机到主机通信，它除了提供进程到进程之间的通信之外，就没有给 IP 服务增加任何东西。此外，它进行非常有限的差错检验。如果 UDP 功能是如此之差，那么为什么进程还要使用它？它有缺点也有优点。UDP 是一个非常简单的协议，开销最小。如果一个进程想发送很短的报文，而且不在意可靠性，就可以使用 UDP。使用 UDP 发送一个很短的报文，在发送方和接收方之间的交互要比使用 TCP 时少得多。
用户数据报
UDP 分组称为用户数据报（user datagram），有 8 字节的固定头部，这个头部由 4 个字段组成，每个字段 2 字节（16 位）。
头两个字段定义了源和目的端口号。第三个字段定义了用户数据报的总长，即头部加数据的长度。16 位可以定义的总长度范围是 0 到 65 535。然而，总长度需要更小一些，这是因为 UDP数据报存储在总长度为 65 535 的 IP数据报中。最后一个字段可以携带可选校验和。
UDP服务
进程到进程的通信
UDP 使用套接字地址提供进程到进程通信，这是 IP 地址和端口号的组合。
无连接服务
UDP 提供无连接服务。这就是表示 UDP 发送出去的每一个用户数据报都是一个独立的数据报。不同的用户数据报之间没有关系，即使它们都是来自相同的源进程并发送到相同的目的程序。用户数据报不进行编号。此外，也没有像 TCP 协议那样的连接建立和连接终止，这就表示每一个用户数据报可以沿着不同的路径传递。
无连接的一个结果就是使用 UDP 的进程不能够向 UDP 发送数据流，并期望它将这个数据流分割成许多不同的相关联的用户数据报。相反，每一个请求必须足够小，使其能够装入用户数据报中，只有那些发送短报文的进程才应当使用 UDP。短报文小于 65 507 字节（65 535 减去 UDP 头部的 8字节再减去 IP 头部的 20 字节）。
流量控制
UDP 是一个非常简单的协议。它没有流量控制（flow control），因而也没有窗口机制。如果到来的报文太多时，接收方可能会溢出。缺乏流量控制意味着如果需要的话，使用 UDP 的进程应该提供这个服务。
差错控制
除校验和外，UDP 也没有差错控制（error control）机制，这就表示发送方不知道报文是丢失还是重传。当接收方使用校验和检测出差错时，它就悄悄地将此用户数据报丢弃。缺乏差错控制意味着如果需要的话，使用 UDP 的进程应该提供这个服务。
校验和
UDP 校验和包含三部分：伪头部、UDP 头部和从应用层来的数据。伪头部（psedoheader）是 IP 分组的头部的一部分，其中有些字段要填入 0，用户数据报分装在 IP 分组中（见图 3-40）。
如果校验和不包括伪头部，用户数据报也可能是安全完整地到达。但是，如果 IP 头部受到损坏，那么它可能被提交到错误的主机。
增加协议字段可确保这个分组是属于 UDP，而不是属于其他传输层协议。如果一个进程既可用 UDP 又可用 TCP，则端口号可以是相同的。UDP 的协议字段值是 17。
如果在传输过程中这个值改变了，在接收端计算校验和时就可检测出来，UDP 就可丢弃这个分组。这样就不会传递给错误的协议。
可选校验和
UDP 分组的发送方可以选择不计算校验和。这种情况下，在发送前，校验和字段就全填入 0。在发送方决定计算校验和的情况下，如果碰巧结果全是 0，那么在发送前校验和全改为 1。换言之，发送方填充两次校验和。注意，这不会产生混淆，因为校验和的值在正常情况下不会全为 1（见例3.12）。
拥塞控制
由于 UDP 是无连接协议，它不提供拥塞控制。UDP 假设被发送的分组很小且零星，不会在网络中造成拥塞。今天当 UDP 被用做音频和视频的交互实时传输时，这个假设可能对也可
能不对。
封装和解封装
要将报文从一个进程发送到另一个进程时，UDP 协议就要对报文进行封装和解封装。排队我们已经讨论过端口，但是没有讨论端口的实际实现。在 UDP 中，队列是与端口联系在一起的。在客户端，当进程启动时，它从操作系统请求一个端口号。有些实现是创建一个入队列和一个出队列与每一个进程相关联。而有些实现只创建与每一个进程相关的入队列。
多路复用与多路分解
在运行 TCP/IP 协议簇的主机上只有一个 UDP，但可能有多个想使用 UDP 服务的进程。处理这种情况，UDP 采用多路复用和多路分解。
UDP 和通用简单协议比较
我们可以将 UDP 与之前讨论的无连接简单协议进行比较。唯一的区别就是 UDP 提供可选校验和来在接收端发现被破坏分组。如果校验和被加入分组，接收 UDP 可以检测分组，如果分组被破坏可以丢弃它。然而，没有反馈被发向发送方。
UDP 是我们之前讨论的无连接简单协议的一个例子，区别在于它为差错检测加入了可选校验和。
用户数据报协议（User Datagram Protocol，UDP）是无连接不可靠传输层协议。它不提供主机到主机通信，它除了提供进程到进程之间的通信之外，就没有给 IP 服务增加任何东西。此外，它进行非常有限的差错检验。如果 UDP 功能是如此之差，那么为什么进程还要使用它？它有缺点也有优点。UDP 是一个非常简单的协议，开销最小。如果一个进程想发送很短的报文，而且不在意可靠性，就可以使用 UDP。使用 UDP 发送一个很短的报文，在发送方和接收方之间的交互要比使用 TCP 时少得多。
用户数据报
UDP 分组称为用户数据报（user datagram），有 8 字节的固定头部，这个头部由 4 个字段组成，每个字段 2 字节（16 位）。
头两个字段定义了源和目的端口号。第三个字段定义了用户数据报的总长，即头部加数据的长度。16 位可以定义的总长度范围是 0 到 65 535。然而，总长度需要更小一些，这是因为 UDP数据报存储在总长度为 65 535 的 IP数据报中。最后一个字段可以携带可选校验和。
UDP服务
进程到进程的通信
UDP 使用套接字地址提供进程到进程通信，这是 IP 地址和端口号的组合。
无连接服务
UDP 提供无连接服务。这就是表示 UDP 发送出去的每一个用户数据报都是一个独立的数据报。不同的用户数据报之间没有关系，即使它们都是来自相同的源进程并发送到相同的目的程序。用户数据报不进行编号。此外，也没有像 TCP 协议那样的连接建立和连接终止，这就表示每一个用户数据报可以沿着不同的路径传递。
无连接的一个结果就是使用 UDP 的进程不能够向 UDP 发送数据流，并期望它将这个数据流分割成许多不同的相关联的用户数据报。相反，每一个请求必须足够小，使其能够装入用户数据报中，只有那些发送短报文的进程才应当使用 UDP。短报文小于 65 507 字节（65 535 减去 UDP 头部的 8字节再减去 IP 头部的 20 字节）。
流量控制
UDP 是一个非常简单的协议。它没有流量控制（flow control），因而也没有窗口机制。如果到来的报文太多时，接收方可能会溢出。缺乏流量控制意味着如果需要的话，使用 UDP 的进程应该提供这个服务。
差错控制
除校验和外，UDP 也没有差错控制（error control）机制，这就表示发送方不知道报文是丢失还是重传。当接收方使用校验和检测出差错时，它就悄悄地将此用户数据报丢弃。缺乏差错控制意味着如果需要的话，使用 UDP 的进程应该提供这个服务。
校验和
UDP 校验和包含三部分：伪头部、UDP 头部和从应用层来的数据。伪头部（psedoheader）是 IP 分组的头部的一部分，其中有些字段要填入 0，用户数据报分装在 IP 分组中（见图 3-40）。
如果校验和不包括伪头部，用户数据报也可能是安全完整地到达。但是，如果 IP 头部受到损坏，那么它可能被提交到错误的主机。
增加协议字段可确保这个分组是属于 UDP，而不是属于其他传输层协议。如果一个进程既可用 UDP 又可用 TCP，则端口号可以是相同的。UDP 的协议字段值是 17。
如果在传输过程中这个值改变了，在接收端计算校验和时就可检测出来，UDP 就可丢弃这个分组。这样就不会传递给错误的协议。
可选校验和
UDP 分组的发送方可以选择不计算校验和。这种情况下，在发送前，校验和字段就全填入 0。在发送方决定计算校验和的情况下，如果碰巧结果全是 0，那么在发送前校验和全改为 1。换言之，发送方填充两次校验和。注意，这不会产生混淆，因为校验和的值在正常情况下不会全为 1（见例3.12）。
拥塞控制
由于 UDP 是无连接协议，它不提供拥塞控制。UDP 假设被发送的分组很小且零星，不会在网络中造成拥塞。今天当 UDP 被用做音频和视频的交互实时传输时，这个假设可能对也可
能不对。
封装和解封装
要将报文从一个进程发送到另一个进程时，UDP 协议就要对报文进行封装和解封装。排队我们已经讨论过端口，但是没有讨论端口的实际实现。在 UDP 中，队列是与端口联系在一起的。在客户端，当进程启动时，它从操作系统请求一个端口号。有些实现是创建一个入队列和一个出队列与每一个进程相关联。而有些实现只创建与每一个进程相关的入队列。
多路复用与多路分解
在运行 TCP/IP 协议簇的主机上只有一个 UDP，但可能有多个想使用 UDP 服务的进程。处理这种情况，UDP 采用多路复用和多路分解。
UDP 和通用简单协议比较
我们可以将 UDP 与之前讨论的无连接简单协议进行比较。唯一的区别就是 UDP 提供可选校验和来在接收端发现被破坏分组。如果校验和被加入分组，接收 UDP 可以检测分组，如果分组被破坏可以丢弃它。然而，没有反馈被发向发送方。
UDP 是我们之前讨论的无连接简单协议的一个例子，区别在于它为差错检测加入了可选校验和。