UDP 小结

UDP 小结

参考《图解TCP_IP》

UDP 协议端格式

• 源端口号（Source Port）

  表示发送端端口号，字段长 16 位。该字段是可选项，有时可能不会设置源端口号。没有源端口号的时候该字段设置为 0 。可用于不需要返回的通信中。

• 目标端口号（Destination Port）

  表示接收端端口号，字段长度 16 位。

• UDP 长度（Length）

  该字段保存了 UDP 首部的长度跟数据的长度之和。单位为字节。

• 校验和（Checksum）

  UDP 中使用的是 CRC 校验；

  发送端会根据数据内容计算一个校验和，数据到达接收端后，也会重新计算一个校验和，如果不相同就说明数据已经出错，接收端会丢弃该数据报。

  除了CRC这种简单的校验，还有md5字符串哈希算法。
  1.不管源字符串有多长，得到的hash结果都是固定长度的(64位/128位)。
  2.原串如果相同，得到的hash值一定相同，原串如果不同(哪怕差别很小)得到的hash值也会差别特别大。
  3.根据原串得到md5很简单，根据md5推算回原串
  几乎不可能。

  在 Linux 中使用 md5sum 命令来计算。

UDP的特点

• 无连接：知道对端的 IP 和端口号就直接进行传输，不需要建立连接。
• 不可靠：没有确认机制，没有重传机制；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。
• 面向数据报：不能够灵活的控制读写数据的次数和数量。

面向数据报

• 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。
• 数据只能整条交付给应用层，传输不够灵活，但是也不会产生粘包。
• udp数据包的理论长度是多少，合适的udp数据包应该是多少呢？从TCP-IP详解卷一第11章的udp数据包的包头可以看出，udp的最大包长度是2^{16-1的个字节。由于udp包头占8个字节，而在ip层进行封装后的ip包头占去20字节，所以这个是udp数据包的最大理论长度是2}16-1-8-20=65507。所以理论上当 UDP 发送的数据大于 65507 则这个数据需要用户在应用层进行数据分段；因为 UDP 不会在传输层自动进行数据分段。

UDP 的缓冲区

• UDP 没有真正意义上的发送缓冲区，调用 sendto 会直接交给内核，由内核将数据传给网络层协议进行后续传输动作。
• 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 报的顺序和发送的 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。

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
• DNS：域名解析协议

问题：用 UDP 怎么实现可靠传输

参考 TCP 的可靠性机制，在应用层实现类似的逻辑：

• 引入确认应答机制，确保对端收到数据。
• 引入序列号/确认序列号，保证数据顺序。
• 引入超时重传，确保接收端一定能收到数据。

叮~?