UDP协议重点总结（附实例）

前言

回顾2022年，展望2023年，博主给大家带来了网络中传输层的重点总结，附上博主本人的实例，帮助大家更好的理解数据是怎么在网络中传输的。

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一、网络的原生情况

网络中的数据，是经过路由器之间，一跳一跳地，接力一样地，传送到目标主机上的。

这带来了两个问题：（站在网络层的视角上讨论）

✦ 网络传送是不可靠的

1. 你的发送了数据，对方不保证一定能收到
2. 不能保证严格按照发送时的顺序被对方接收到

由于路可能不同，所以很难保证按照出发的顺序到达

✦ 网络传送是不安全的

1. 你发送的所有数据，沿途的路由器都可以进行查看或者修改，窃听，篡改
2. 别人可以伪造成你发送的数据

这两个问题需要交给网络层以上（传输层、应用层）去解决

这篇文章博主将详细总结一下传输层的重点协议

二、UDP协议

UDP全称：User Datagram Protocol 用户报文协议

UDP是一个很简单的传输层协议，它只是做到了传输层最基本的职责 （在 host to host 连通的情况下，实现了process to process）

2.1 UDP的特点

UDP传输的过程类似于寄快递。

2.1.1 不可靠性

网络层本身是不可靠的，UDP 又没做过任何的处理，所以UDP是不可靠的！！

并不是UDP做了什么，才变得不可靠了，而是UDP什么都没做，所以网络层的不可靠特性直接表达给了应用层，所以站在应用层的角度，我们才说UDP是不可靠的！

2.1.2 无连接（不是缺点）

区别于TCP连接，UDP没有任何可靠机制，发送端发送数据报以后，如果因为网络故障该段无法发到对方，UDP协议层也不会给应用层返回任何错误信息。（但无连接效率高，不需要连接带来的资源损耗，成本低）

2.1.3 面向数据报（优点）

应用层交给UDP多长的报文，UDP原样发送，既不会拆分，也不会合并； 用UDP传输100个字节的数据：

如果发送端一次发送100个字节，那么接收端也必须一次接收100个字节；而不能循环接收10次，每次接收10个字节。

2.1.4 缓冲区

UDP只有接收缓冲区，没有发送缓冲区：

• UDP没有真正意义上的 发送缓冲区。发送的数据会直接交给内核，由内核将数据传给网络层协议进行后续的传输动作；
• UDP具有接收缓冲区，但是这个接收缓冲区不能保证收到的UDP报的顺序和发送UDP报的顺序一致；如果缓冲区满了，再到达的UDP数据就会被丢弃；

UDP的socket既能读，也能写，这个概念叫做 全双工

2.1.5 大小受限

UDP协议首部中有一个16位的最大长度。也就是说一个UDP能传输的数据最大长度是64K（包含UDP首部）。

2.2 UDP协议端格式

• 端口号，表示源主机和目的主机的某个进程的端口号
• 16位UDP长度，表示整个数据报（UDP首部+UDP数据）的最大长度；
• 如果校验和出错，就会直接丢弃；

所有网络协议的报头中都要具备的职责：如何进行解包（怎么把数据中的header和payload分开）？

答：由于header长度是定长（固定长度），前8个字节一定是header，剩下的一定是payload。

2.3 关于校验和

通常用来在通信中，尤其是远距离通信中保证数据的完整性和准确性。

基本原理就是利用hash函数（checksum函数就是一种hash函数），只要相同的数据，经过函数处理之后，一定得到相同的结果（hash值：checksum）

举个例子：

发送方发送的时候：

1. hash（数据） - 》 checksum_1
2. 把checksum_1 填在UDP的header中
3. 发送

接收方接受的时候：

1. hash（数据） -》 checksum_2
2. 如果checksum_1 == checksum_2 就接受，如果不等于，说明数据一定不是源数据了，数据损坏

2.4 基于UDP的应用层协议

• NFS：网络文件系统
• TFTP：简单文件传输协议
• DHCP：动态主机配置协议
• BOOTP：启动协议（用于无盘设备启动）
• DNS：域名解析协议

当然，也包括自己写UDP程序时自定义的应用层协议。

三、UDP总结（如何发送接收的）

后言

以上就是UDP协议的重点总结了，文章要是有什么疑问或者问题，欢迎大家私信博主