计算机网络 王道考研2021 第五章：传输层 -- 无连接服务与面向连接服务UDP协议

Posted 2021-12-24 CodeJiao

1. 无连接服务与面向连接服务

面向连接服务就是在通信双方进行通信之前，必须先建立连接，在通信过程中，整个连接的情况一直被实时地监控和管理。通信结束后，应该释放这个连接。

无连接服务是指两个实体之间的通信不需要先建立好连接，需要通信时，直接将信息发送到“网络”中，让该信息的传递在网上尽力而为地往目的地送。

TCP/IP协议族在IP层之上使用了两个传输协议：一个是面向连接的传输控制协议（TCP)，采用TCP时，传输层向上提供的是一条全双工的可靠逻辑信道；另一个是无连接的用户数据报协议（UDP)，采用UDP时，传输层向上提供的是一条不可靠的逻辑信道。

TCP提供面向连接的服务，在传送数据之前必须先建立连接，数据传送结束后要释放连接。TCP 不提供广播或组播服务。由于TCP提供面向连接的可靠传输服务，因此不可避免地增加了许多开销，如确认、流量控制、计时器及连接管理等。这不仅使协议数据单元的头部增大很多，还要占用许多的处理机资源。因此TCP主要适用于可靠性更重要的场合，如文件传输协议（FTP)、超文本传输协议（HTTP)、远程登录（TELNET）等。

UDP是一个无连接的非可靠传输层协议。它在IP之上仅提供两个附加服务：多路复用和对数据的错误检查。IP知道怎样把分组投递给一台主机，但不知道怎样把它们投递给主机上的具体应用。UDP在传送数据之前不需要先建立连接，远程主机的传输层收到UDP报文后，不需要给出任何认。由于UDP比较简单，因此执行速度比较快、实时性好。使用UDP的应用主要包括小文件传送协议（TFTP)、DNS、SNMP和实时传输协议（RTP)。

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2. UDP协议

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2.1 用户数据报协议UDP概述

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2.2 UDP首部格式

UDP 数据报包含两部分：UDP首部和用户数据，整个UDP数据报作为IP数据报的数据部分封装在P数据报中。UDP首部有8B，由4个字段组成，每个字段的长度都是2B。各字段意义如下:

• 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。
• 目的端口。目的端口号，这在终点交付报文时必须使用到。
• 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)。
• 校验和。检测UDP数据报在传输中是否有错。有错就丢弃。该字段是可选的，当源主机不想计算校验和时，则直接令该字段为全0。

当传输层从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给应用进程，如图5.3所示。

如果接收方UDP发现收到的报文中的目的端口号不正确（即不存在对应于端口号的应用进程)，那么就丢弃该报文，并由 ICMP发送“端口不可达”差错报文给发送方。

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2.3 UDP校验

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、处理速度快。

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