【Linux】UDP协议简介

男娘i 2022-10-29 02:00 85阅读 0赞

### UDP ###

*  UDP协议的特点
 *  UDP数据报的格式
 *  UDP长度
 *  UDP校验和
 *  UDP收发缓冲区

# UDP协议的特点 #

*  `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，如果因为网络故障导致数据丢失，UDP协议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

# UDP数据报的格式 #

*  **UDP数据报 = UDP首部 + UDP数据**
 *  **UDP首部 = 16位源端口号 + 16位目的端口号 + 16位UDP长度 + 16位UDP检验和**

![在这里插入图片描述][20210207194854345.png]

**Linux的netinet中udp.h中UDP报头源码**

struct udphdr                                  
    { 
        u_int16_t uh_sport;   	/* source port */
        u_int16_t uh_dport;   	/* destination port */
        u_int16_t uh_ulen;    	/* udp length */
        u_int16_t uh_sum;   	/* udp checksum */
    };

>  *  `uh_sport`：**源端口**
>  *  `uh_dport`：**目的端口**
>  *  `uh_ulen`：**UDP数据长度**
>  *  `uh_sum`：**校验和**

# UDP长度 #

> UDP首部有一个变量用来保存**UDP数据的最大长度**，这个变量占16位，**即一个UDP数据报最多能携带64K的数据**，如果我们要传送的数据远远大于64K，那么应该怎么传送剩下的数据呢？

解决方法：`数据分块 + 标上id + 偏移量`

1.  在源端口处，将同一个数据分成不同的数据块，都标上同一个id，这个id用于标志哪些数据块属于同一个数据
2.  在源端口处，标记上每一个数据块的起始位置在原数据中的地址偏移量，这个地址偏移量用于在对端将各个数据块按顺序进行链接
3.  在目标端口处，按照id将数据块分组，按照地址偏移量将同一组的数据块按顺序进行连接

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTQzNzAyMg_size_16_color_FFFFFF_t_70]

# UDP校验和 #

`校验和的作用`

> UDP协议是不可靠的，传输中可能会丢包，但是一定不会传输错误数据，之所以不会出现传输错误数据，就是通过校验和来保证的，一旦对端通过校验和检测出数据错误，就会将该UDP数据报丢弃

`校验和的计算方法`

*  求校验和

> 1.  将整个UDP数据报除了校验和之外按照16位进行分割，将UDP数据报分割成n个16位的数据段
> 2.  将这n个16位的数据段进行求和，如果最高位出现进位现象，此时需要回卷，回卷就是将进位的1加到最低位中，求得和sum
> 3.  将求得的和sum，进行取反运算，得到校验和

*  验证校验和

> 1.  在接收端，将接收到的UDP数据报除了校验和之外按照16位进行分割，将UDP数据报分割成n个16位的数据段
> 2.  将这n个16位的数据段进行求和，如果最高位出现进位现象，此时需要回卷，回卷就是将进位的1加到最低位中，求得和sum
> 3.  将和sum与接收到的UDP数据报中的校验和求和，如果得到的和是1111111111111111，那么代表数据传输没有出现任何差错，如果中间任何位置出现0，代表传输出现差错，数据报就会被丢失

# UDP收发缓冲区 #

1.  对于UDP的发送而言，是有UDP发送缓冲区的
2.  对于UDP的接受而言，是有UDP接收缓冲区的

`查询发送缓冲区和接收缓冲区大小`

[gongruiyang@localhost ~]$ cat /proc/sys/net/core/rmem_default
    212992 #udp接收缓冲区的默认值
    [gongruiyang@localhost ~]$ cat /proc/sys/net/core/wmem_default
    212992 #udp发送缓冲区的默认值

> UDP**丢包问题**严重时，可以**修改缓冲区大小**来改善丢包问题  
> 解释：使用UDP协议接收数据时，这些数据是一直放在缓冲区中的，缓冲区不允许溢出，这样超出缓冲区的部分就被丢弃了，导致了丢包问题

`修改UDP缓冲区`

[root@localhost gongruiyang]# sysctl -w net.core.rmem_default=5000000
    net.core.rmem_default = 5000000 #修改udp接收缓冲区的大小
    [root@localhost gongruiyang]# cat /proc/sys/net/core/rmem_default
    5000000
    [root@localhost gongruiyang]# sysctl -w net.core.wmem_default=5000000
    net.core.wmem_default = 5000000 #修改udp发送缓冲区的大小
    [root@localhost gongruiyang]# cat /proc/sys/net/core/wmem_default
    5000000

[20210207194854345.png]: /images/20221024/6e933812ab8a487dbdec7069d2c39837.png
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