传输层—详解UDP协议

🌟TCP协议可参考文章：  传输层—详解TCP协议​​​​​​​

1.UDP特点

①无连接：客户端和服务器之间，利用内存保存对方一端的信息，当双方都保存这个信息之后，就能建立连接了，对于UDP而言，无须建立连接也能使用

💙举例：就像发微信一样，有他的好友就行，发消息不用经过同意

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②不可靠传输：没有任何安全机制;A给B发的消息不是100%能发到的，但是A会尽可能的把消息传给B，假设传输失败，A无法感知到失败;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

💙举例：就像发微信一样，当你发了一条消息但是对方没有响应，可能是已读不回，但你却不知道是没看到还是故意不回

(不可靠传输会使传输效率提高)

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③面向数据报：读写的基本单位是数据报

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④全双工：一个通道，可以双向通信

💙举例：类似于车道，既可以发送请求/响应，也可以接收请求/响应

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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64KB（包含UDP首部）

(使用UDP的DatagramPacket时给字节数组初始化的时候值不能超过64KB)

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⑥数据传输过程出错，即发送方和接收方的校验和不同，直接丢弃，不会重新发送

2.UDP网络编程

💛使用UDP的API可以编写网络编程，详解看Java初识网络编程

3.UDP数据报格式

🌟从上面的UDP特点我们可以得知UDP是面向数据报的，那么UDP的数据报格式是怎么样的呢？

1.UDP数据报整体格式

(1)UDP数据报=UDP报头+UDP载荷数据

💙UDP报头就包含源端口号，目的端口号，UDP数据报长度，UDP检验和

💚UDP载荷就是由应用层传输过来的应用层协议数据

（关于网络传输整个流程可以点击链接初步认识网络查看目录九）

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2.UDP报头详解

(1)端口

①源端口：标识发送端的端口

 (大小为2个字节)

(2个字节的大小也就限制了端口号的有效范围是0~65535)

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②目的端口：标识接收端的端口

(大小为2个字节)

(2个字节的大小也就限制了端口号的有效范围是0~65535)

(2)UDP数据报长度

UDP数据报长度：用来表示UDP数据的最大长度，也就是能传输数据的最大长度

(大小为2个字节)

 (上面我们提到过字节数组初始化的时候值不能超过64KB，因为最大也就2个字节，换算一下就知道2B(Byte)能表示的数据范围是0~65535，64KB=64000B) 

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UDP缺陷：无法表示一个较大的数据段

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▲当我们要传输的数据长度大于2个字节的长度时：

①方法一：我们可以在应用层进行分包（拆成多个部分），然后再通过多个UDP数据段分别发送。接收方收到后，再把几个包重新拼接成完整的数据；一般不推荐，比较麻烦

②方法二：不使用UDP协议了，改成TCP协议；因为TCP没有长度限制，推荐这种

(3)UDP校验和

UDP校验和：根据数据内容，校验传输过来的数据和接收到的数据是否一致，当校验和不同，就直接丢弃，不会重新发送

(大小为2个字节)

(实际的校验和，不只是一个2字节的长度，而是当内容发生改变时能感知到出错)

💜校验方法：CRC校验算法，即循环冗余校验和

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🌟为什么需要校验和？

答：网络数据在传输过程中，网络数据本质上其实是光信号/电信号/电磁波，容易收到外界的的干扰，比如磁场、高能粒子射线等等，这个时候就会导致数据出错，例如你本来要传输的是0，结果变成了1，就会导致数据传输有误，这个现象就称为“比特翻转”；因此，接收方在收到数据之后，需要先确认一下，这个数据是正确的还是错误的，而校验和就是简单且有效的方式，此时校验和就会根据数据内容来产生一系列算法来进行校验！