UDP协议
UDP概述
用户数据报协议UDP只在IP的数据报服务之上增加了很少一点的功能,即复用、分用以及差错检测功能。UDP的主要特点是:
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UDP是无连接的,即发送数据之前不需要建立连接,减少了开销和发送数据之前的时延
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UDP使用尽最大努力交付,即不保证可靠交付,因此主机不需要维持复杂的连接状态表
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UDP是面向报文的,发送方的UDP对应用程序交下来的报文,在添加首部后就向下交付IP层,UDP对应用层的报文既不合并,也不拆分,而是保留这些报文的边界。也就是说,应用层交给UDP多长的报文,UDP就照样发送,一次发送一个报文,如下图所示:
在接收方的UDP,对IP层交上来的UDP用户数据报,在去除首部后,就原封不动的交付上层的应用进程。也就是说,UDP一次交付一个完整的报文。
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UDP没有拥塞控制,因此网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。这对某些实时应用是很重要的。很多的实时应用(IP电话、视频会议)要求源主机以恒定的速率发送数据,并且允许在网络发生拥塞时丢失一些数据,但却不允许数据有太大的时延。
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UDP支持一对一、一对多、多对一、多对多的交互通信
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UDP的首部开销小,只有8个字节,比TCP的20个字节的首部要短。
UDP的首部格式
用户数据报UDP有两个字段:首部字段和数据字段。首部字段很简单,只有8个字节,由四个字段组成,每个字段的长度都是两个字节。各字段意义如下:
- 源端口
- 在需要对方回信时选用,不需要时可用全0
- 目的端口
- 在终点交付报文时必须使用
- 长度
- UDP用户数据报的长度,最小值是8(只有首部)
- 检验和
- 检测UDP用户数据报在传输中是否有错,有错就丢弃
当运输层从IP层收到UDP数据报时,就根据首部中的目的端口,把UDP数据报通过相应的端口,上交最后的终点——应用进程。下图是UDP基于端口分用的示意图:
如果接收方UDP发现收到的报文中的目的端口号不正确(不存在对应于该端口号的应用进程),就丢弃该报文。并由网际控制报文协议ICMP发送"端口不可达"差错报文给发送方
ICMP不是一个网络层的协议吗?为什么还能在运输层发挥作用?记得专门开一个专题学一下ICMP的细节
UDP校验
UDP 计算检验和的方法和计算P数据报首部检验和的方法相似。但不同的是:IP数据报的检验和只检验P数据报的首部,但 UDP的检验和是把首部和数据部分一起都检验。在发送方,首先是先把全零放入检验和字段。再把伪首部以及DP用户数据报看成是由许多16 位的字串接起来的。若 UDP用户数据报的数据部分不是偶数个字节,则要填入一个全零字节(但此字节不发送)。然后按二进制反码计算出这些16位字的和。将此和的二进制反码写入检验和字段后,就发送这样的UDP用户数据报。在接收方,把收到的UDP用户数据报连同伪首部(以及可能的填充全零字节)一起,按二进制反码求这些16位字的和。当无差错时其结果应为全1。否则就表明有差错出现,接收方就应丢弃这个UDP用户数据报(也可以上交给应用层,但附上出现了差错的警告)。图5-6给出了一个计算UDP检验和的例子这里假定用户数据报的长度是15字节,因此要添加一个全0的字节。读者可以自己检验下在接收端是怎样对检验和进行检验的。不难看出,这种简单的差错检验方法的检错能力并不强,但它的好处是简单,处理起来较快。