复制指南-UDP

此次介绍的主要是两大重要协议之一UDP，

一般常规用途如下

UDP详解

UDP是传输层的协议,用户数据报协议UDP只在IP的数据报服务至上增加了复用和分用的功能以及差错检测的功能。拥有面向无连接的报文，不可靠传输的特点。UDP对应用层交下来的数据只添加首部，并进行特别的处理，就交给网络层；对网络层传递上来的用户数据报拆封首部后，原封不动的交给应用层，由于UDP提供不可靠服务，具有TCP所没有的优势

UDP 特点：

1. 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。此连接装入包括接收和发送缓存，拥塞控制参数和序号与确认号的参数。UCP不维护连接状态，也不跟踪这些参数，开销小。空间和时间上都具有优势。
   举个例子：

2. DNS如果运行在TCP之上而不是UDP，那么DNS的速度将会慢很多。
   HTTP使用TCP而不是UDP，是因为对于基于文本数据的Web网页来说，可靠性很重要。
   同一种专用应用服务器在支持UDP时，一定能支持更多的活动客户机。

3. 分组首部开销小**，TCP首部20字节，UDP首部8字节。

4. 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）

5. 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

6. 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。对IP层交上来UDP用户数据报，在去除首部后就原封不动地交付给上层应用进程，报文不可分割，是UDP数据报处理的最小单位。
   正是因为这样，UDP显得不够灵活，不能控制读写数据的次数和数量。比如我们要发送100个字节的报文，我们调用一次sendto函数就会发送100字节，对端也需要用recvfrom函数一次性接收100字节，不能使用循环每次获取10个字节，获取十次这样的做法。

7. 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也常用于多媒体应用（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

首部格式

·用户数据报UDP分为两个字段：数据字段和首部字段，从图来分析用户数据报UDP的首部格式。
UDP首部字段很简单，由4个字段组成，每个字段的长度都是两个字节，共8字节。

1. 源端口 原端口号，在需要对方回信时选用，不需要时可全0
2. 目的端口 目的端口号，这在终点交付报文时必须使用，不然数据交给谁呢？
3. 长度 UDP的长度，最小值为8字节，仅有首部
4. 检验和 检测用户数据报在传输过程是否有错，有错就丢弃。
5. 在传输的过程中，如果接收方UDP发现收到的报文中的目的端口不存在，会直接丢弃，然后由网际控制报文协议ICMP给发送方发送“端口不可达”差错报文。

伪首部

计算校验和时，需要在UDP之前增加12个字节的伪首部。这种首部并不是用户数据报的真正首部。伪首部并不在网络中传输，只是在计算检验和，临时添加在UDP用户数据报前，得到一个临时的用户数据报。

UDP的校验和是把首部和数据部分一起校验，发送方计算校验和的一般步骤：

1. 将首部的校验和字段填充为0（零）
2. 把伪首部和用户数据报UDP看出16位的字符串连接起来
3. 如果数据部分不是偶数字节，则填充一个全零字节（该字节不发送到网络层）
4. 按二进制反马计算出这些16位字的和
5. 然后将和写入校验和字段，就可以发送到网络层了。
6. 接收方收到用户数据报后，连同伪首部一起，按二进制反码求这些16位字的和，无差错结果是应全为1.否则出错，直接丢弃该报文。

注意事项

1. 校验时，若UDP数据报部分的长度不是偶数个字节，则需要填入一个全0字节，但是次字节和伪首部一样，是不发送的。
2. 如果UDP校验和校验出UDP数据报是错误的，可以丢弃，也可以交付上层，但是要附上错误报告，告诉上层这是错误的数据报。
3. 通过伪首部，不仅可以检查源端口号，目的端口号和UDP用户数据报的数据部分，还可以检查IP数据报的源IP地址和目的地址。
   这种差错检验的检错能力不强，但是简单，速度快