UDP协议重点总结（附实例）

墨蓝 2023-09-25 14:25 54阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  前言
 *  一、网络的原生情况
 *  二、UDP协议
 *   *  2.1 UDP的特点
     *   *  2.1.1 不可靠性
         *  2.1.2 无连接（不是缺点）
         *  2.1.3 面向数据报（优点）
         *  2.1.4 缓冲区
         *  2.1.5 大小受限
     *  2.2 UDP协议端格式
     *  2.3 关于校验和
     *  2.4 基于UDP的应用层协议
 *  三、UDP总结（如何发送接收的）
 *  后言

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## 前言 ##

回顾2022年，展望2023年，博主给大家带来了网络中传输层的重点总结，附上博主本人的实例，帮助大家更好的理解数据是怎么在网络中传输的。

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## 一、网络的原生情况 ##

网络中的数据，是经过路由器之间，一跳一跳地，接力一样地，传送到目标主机上的。

**这带来了两个问题：（站在网络层的视角上讨论）**

**✦ 网络传送是不可靠的**

1.  你的发送了数据，对方不保证一定能收到
2.  不能保证严格按照发送时的顺序被对方接收到

由于路可能不同，所以很难保证按照出发的顺序到达

![在这里插入图片描述][0ff63edb4dd249978ab2b4327a68e47b.png]

**✦ 网络传送是不安全的**

1.  你发送的所有数据，沿途的路由器都可以进行查看或者修改，窃听，篡改
2.  别人可以伪造成你发送的数据

**这两个问题需要交给网络层以上（传输层、应用层）去解决**

这篇文章博主将详细总结一下传输层的重点协议

## 二、UDP协议 ##

UDP全称：User Datagram Protocol 用户报文协议

UDP是一个很简单的传输层协议，它只是做到了传输层最基本的职责  
（在 host to host 连通的情况下，实现了process to process）

### 2.1 UDP的特点 ###

UDP传输的过程类似于**寄快递**。

![在这里插入图片描述][0d05f752602d46d98d0b16357a068ee9.png]

#### 2.1.1 不可靠性 ####

**网络层本身是不可靠的，UDP 又没做过任何的处理，所以UDP是不可靠的！！**

并不是UDP做了什么，才变得不可靠了，而是UDP什么都没做，所以网络层的不可靠特性直接表达给了应用层，所以站在应用层的角度，我们才说UDP是不可靠的！

#### 2.1.2 无连接（不是缺点） ####

区别于TCP连接，UDP没有任何可靠机制，发送端发送数据报以后，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。（但无连接效率高，不需要连接带来的资源损耗，成本低）

#### 2.1.3 面向数据报（优点） ####

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；  
用UDP传输100个字节的数据：

> 如果发送端一次发送100个字节，那么接收端也必须一次接收100个字节；而不能循环接收10次，每次接收10个字节。

#### 2.1.4 缓冲区 ####

UDP只有接收缓冲区，没有发送缓冲区：

>  *  UDP**没有**真正意义上的 **发送缓冲区**。发送的数据会直接交给内核，由内核将数据传给网络层协议进行后续的传输动作；
>  *  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；

![在这里插入图片描述][e022a8d29c5c4467a9fdeab4c5a24549.png]

UDP的socket既能读，也能写，这个概念叫做 **全双工**

#### 2.1.5 大小受限 ####

UDP协议首部中有一个16位的最大长度。也就是说一个UDP能传输的数据最大长度是64K（包含UDP首部）。

### 2.2 UDP协议端格式 ###

![在这里插入图片描述][07297568358b4a06896c4a3f407758e6.png]

>  *  端口号，表示源主机和目的主机的某个进程的端口号
>  *  16位UDP长度，表示整个数据报（UDP首部+UDP数据）的最大长度；
>  *  如果校验和出错，就会直接丢弃；

**所有网络协议的报头中都要具备的职责：如何进行解包（怎么把数据中的header和payload分开）？**

答：由于header长度是**定长**（固定长度），前8个字节一定是header，剩下的一定是payload。

### 2.3 关于校验和 ###

通常用来在通信中，尤其是远距离通信中保证数据的完整性和准确性。

基本原理就是利用hash函数（checksum函数就是一种hash函数），只要相同的数据，经过函数处理之后，一定得到相同的结果（hash值：checksum）

**举个例子**：

发送方发送的时候：

1.  hash（数据） - 》 checksum\_1
2.  把checksum\_1 填在UDP的header中
3.  发送

接收方接受的时候：

1.  hash（数据） -》 checksum\_2
2.  如果checksum\_1 == checksum\_2 就接受，如果不等于，说明数据一定不是源数据了，数据损坏

### 2.4 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
 *  BOOTP：启动协议（用于无盘设备启动）
 *  DNS：域名解析协议

当然，也包括自己写UDP程序时自定义的应用层协议。

## 三、UDP总结（如何发送接收的） ##

![在这里插入图片描述][bb0f36cca0384713bae391f0a86eb986.png]

![在这里插入图片描述][17c70c3af1cb4934ad62d6766244d208.png]

## 后言 ##

以上就是UDP协议的重点总结了，文章要是有什么疑问或者问题，欢迎大家私信博主，有帮助的话麻烦各位**点赞+收藏**一波，有助于推荐给更多正在学习的朋友，关注不迷路~~

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[Killing Vibe]: https://blog.csdn.net/qq_43575801
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