一文读懂UDP协议

UDP全称User Datagram Protocol，中文叫做用户数据报协议。它是一种无连接的、不可靠的、基于数据报的传输层协议，它工作在OSI模型的传输层（第四层），与TCP协议并列。UDP协议主要用于那些对实时性要求高、但可以接受少量丢包的应用场景，如视频流、音频流、DNS（域名系统）查询等。

UDP的协议有以下主要特点：

无连接：

在发送数据之前，UDP不需要在发送方和接收方之间建立连接。发送端只需知道接收端的IP地址和端口号，就可以直接发送数据包。

由于没有连接建立过程，UDP的传输效率更高，适用于对实时性要求较高的应用场景。

不可靠：UDP协议不保证数据包的可靠传输。如果数据包在传输过程中丢失或出错，UDP协议本身不会进行任何补救措施（如重传），这种不可靠性使得UDP在某些应用场景下（如视频流、音频流）能够容忍一定的数据丢失，同时保持较低的延迟。

面向数据报：UDP以数据报的形式发送数据，每个数据报都有完整的目的地地址，且数据报之间是相互独立的。UDP不会将多个数据包合并成一个较大的数据报进行传输，也不会将一个大数据包拆分成多个小数据包进行传输。这意味着UDP在发送数据时不会考虑数据包的边界问题。

头部开销小：UDP的头部只有8个字节，比TCP的头部（至少20个字节）要小得多。这减少了网络传输的开销，提高了传输效率。

支持多播和广播：UDP支持多播和广播功能，多播允许将数据包发送给一组主机，而广播则允许将数据包发送给同一子网内的所有主机。这使得UDP在需要向多个客户端发送相同消息的应用场景中非常有用。

由于UDP协议具有无连接、低延迟和高效率的特点，它被广泛应用于各种场景。

实时音视频传输：如VoIP(网络电话)，视频会议等。在这些应用中，数据的实时性至关重要，而轻微的数据丢失相对于传输延迟来说是可以接受的。

在线游戏：在多人游戏中，UDP协议能够快速处理海量数据包，确保游戏的流畅进行。

DNS查询：DNS系统使用UDP协议来查询域名对应的IP地址。UDP协议能够在网络出现问题时快速检查DNS错误，确保网址的迅速解析。

网络广播：如校园广播，公司内部通知广播等。通过UDP广播，信息可以迅速，高效地传达给所有接收者。

但是由于UDP协议不提供数据包的顺序保证和错误控制机制，因此在应用层需要实现相应的机制来确保数据的正确性和完整性。同时在使用UDP协议进行数据传输时，需要注意网络堵塞和数据包丢失的问题，并采取相应的措施来降低这写问题对数据传输的影响。