图解TCP/IP：UDP首部格式

最新推荐文章于 2023-07-25 23:02:11 发布

王山山

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分类专栏： Interview 文章标签： TCP/IP UDP首部格式

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本文深入解析UDP数据包格式，涵盖源端口号、目标端口号、包长和校验和等关键字段。阐述了校验和的计算过程及其在确保数据可靠传输中的作用，介绍了伪首部的使用场景。

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UDP首部由源端口号、目标端口号、包长和校验和组成。

# UDP数据包格式

    源端口号(Source Port)       |          目标端口号(Destination Port)
       包长度(Length)           |               校验和(Checksum)
                         数据部分(Data)

源端口号(Source Port)

没有源端口号的时候该字段的值设置为0，可用于不需要返回的通信中。

校验和(Checksum)

校验和是为了提供可靠的UDP首部和数据而设计。在计算校验和时，附加在UDP伪首部与UDP数据报之前。通过在最后一位增加一个“0”将全长增加16倍。此时将UDP首部的校验和字段设置为“0”。然后以16比特为单位进行1的补码和，并将所得到的1的补码和写入校验和字段。

在校验和计算中之所以使用1的补码形式，是因为即使有一位溢出会回到第1位，也不会造成信息丢失。而且在这种形式下0可以有两种表示方式，因此有用0表示两种不同意思的优点。

# 校验和计算中使用的UDP伪首部

                   源IP地址
                　目标IP地址
     填充0　　|　 协议号17    |     UDP包长度

接收主机在收到UDP数据报以后，从IP首部获知IP地址信息构造UDP伪首部，再进行校验和计算。校验和字段的值是校验和字段以外剩下部分的1的补码和。因此，包括校验和字段在内的所有数据之和结果为“16位全部为1”时，才会被认为收到的数据是正确的。

1的补码中该值为0(负数0)。二进制中为1111111111111111、十六进制中为FFFF、十进制中则为65536。

另外，UDP中也有可能不用校验和，此时，校验和字段中填入0。然而UDP首部的端口号或是IP首部的IP地址遇到损坏，那么可能会对其他通信造成不好的影响。因此，在互联网中比较推荐使用校验和检查。

校验和计算中计算UDP伪首部的理由：TCP/IP中识别一个进行通信的应用需要5大要素，它们分别为源IP地址、目标IP地址、源端口、目标端口、协议号。然而在UDP的首部中只包含它们当中的两项，余下的3项都包含在IP首部里。假定其他3项的信息被破坏会产生什么样的后果？很明显，这极有可能会导致应该收包的应用收不到包，不该收到包的应用却收到了包。为了避免这类问题，有必要验证一个通信中必要的5项识别码是否正确。为此在校验和的计算中引入了伪首部的概念。

（最近更新：2019年09月18日）