传输层UDP协议

提示：以下是本篇文章正文内容

一、UDP概述

UDP(User Datagram Protocol） ：基于Internet IP协议，在IP数据报服务之上增加了很少的功能，即复用和差错检测功能

UDP特点： 1.UDP是无连接的，减少开销和发送数据之前的时延 2.UDP使用最大努力交付，即不保证可靠性交付 3.UDP是面向报文的，适合一次性传输少量数据的网络应用 4.UDP无拥塞控制，适合很多实时应用 5.UDP首部开销小 相对于TCP来说UDP为什么会存在呢？

1.UDP无须建立连接 UDP不会引入建立连接的时延，如果DNS运行在TCP而非UDP.上，那么DNS的速度会慢很多，HTTP使用TCP而非UDP，是因为对于基于文本数据的Web网页来说，可靠性是至关重要的

2.无连接状态 TCP需要在端系统中维护连接状态，此连接状态包括接收和发送缓存、拥塞控制参数和序号与确认号的参数

UDP不维护连接状态，也不跟踪这些参数，因此，某些专用应用服务器使用UDP时，一般都能支持更多的活动客户机

3.分组首部开销小 TCP有20B的首部开销，而UDP仅有8B的开销

4.应用层能更好地控制要发送的数据和发送时间 UDP没有拥塞控制，网络中的拥塞不会影响主机的发送效率，某些实时应用要求以稳定的速度发送，能容忍一些数据的丢失，但不允许有较大的时延，而UDP正好满足这些应用的需求

5.用于一次性传输较少数据的网络应用 如DNS、SNMP…对于这些应用，若采用TCP，则将为连接创建、维护和拆除带来不小的开销

UDP也常用于多媒体应用(如IP电话、实时视频会议、流媒体等)，显然，可靠数据传输对这些应用来说并不是最重要的，但TCP的拥塞控制会导致数据出现较大的延迟，这是它们不可容忍的

6.提供尽最大努力的交付，即不保证可靠交付 但这并不意味着应用对数据的要求是不可靠的，因此所有维护传输可靠性的工作需要用户在应用层来完成，应用实体可以根据应用的需求来灵活设计自己的可靠性机制

7.UDP是面向报文的 发送方UDP对应用层交下来的报文，在添加首部后就向下交付给IP层，既不合并，也不拆分，而是保留报文的边界

接收方UDP对IP层交上来UDP用户数据报，在去除首部后就原封不动地交付给上层应用进程，一次交付一个完整的报文，报文不可分割，是UDP数据报处理的最小单位

二、UDP首部

UDP报文格式： 首部字段： 1.源端口：源端口号，在需要对方回信时选用，不需要时可用全0

2.目的端口：目的端口号，在终点交付报文时必须使用到

3.长度：UDP数据报的长度(包括首部和数据)，其最小值是8 (仅有首部)

4.校验和：检测UDP数据报在传输中是否有错，有错就丢弃

数据字段：信息

三、UDP校验

当传输层从IP层收到UDP数据报，会根据首部中的目的端口，把UDP数据报通过相应的端口上交给应用进程

这一系列都要确保在UDP上实现可靠数据传输：

1.在应用层增加可靠性机制 2.应用特定的错误恢复机制

UDP校验：检测UDP段在传输中是否发生错误（如位翻转）

发送方 (1)将段的内容视为16-bit整数

(2)校验和计算：计算所有整数的和，进位加在和的后面，将得到的值按位求反，得到校验和

(3)发送方将校验和放入校验和字段

接收方 (1)计算所收到段的校验和

(2)计算所收到段的校验和 若不相等：检测出错误，否则没有检测出错误（但可能有错误）

校验和计算示例 两个16bit的二进制相加，产生的进位放在末尾，得到所有的和之后，按位取反即可 注：最高位进位必须被加进去