UDP协议
Posted 小倪同学 -_-
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了UDP协议相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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再谈端口号
端口号(Port)标识了一个主机上进行通信的不同的应用程序;
在TCP/IP协议中, 用 “源IP”, “源端口号”, “目的IP”, “目的端口号”, “协议号” 这样一个五元组来标识一个通信(可以通过netstat -n查看).
端口号范围划分
- 0 - 1023: 知名端口号, HTTP, FTP, SSH等这些广为使用的应用层协议, 他们的端口号都是固定的.
- 1024 - 65535: 操作系统动态分配的端口号. 客户端程序的端口号, 就是由操作系统从这个范围分配的
认识知名端口号(Well-Know Port Number)
有些服务器是非常常用的, 为了使用方便, 人们约定一些常用的服务器, 都是用以下这些固定的端口号
- ssh服务器, 使用22端口
- ftp服务器, 使用21端口
- telnet服务器, 使用23端口
- http服务器, 使用80端口
- https服务器, 使用443
执行下面的命令, 可以看到知名端口号
cat /etc/services
注意： 我们自己写一个程序使用端口号时, 要避开这些知名端口号
进程和端口号两个问题
- 一个进程是否可以bind多个端口号?
可以，我们要建立的不是进程到端口的唯一性，而是端口到进程的唯一性
- 一个端口号是否可以被多个进程bind?
不可以，绑定一个已绑定的端口号时会报错。
netstat
netstat是一个用来查看网络状态的重要工具
语法： netstat [选项]
功能： 查看网络状态
常用选项:
- List item
- n 拒绝显示别名，能显示数字的全部转化成数字
- l 仅列出有在 Listen (监听) 的服務状态
- p 显示建立相关链接的程序名
- t (tcp)仅显示tcp相关选项
- u (udp)仅显示udp相关选项
- a (all)显示所有选项，默认不显示LISTEN相关
pidof
在查看服务器的进程id时非常方便
语法： pidof [进程名]
功能： 通过进程名, 查看进程id
使用示例：
先运行一个test程序
#include<iostream>
#include<unistd.h>
int main()
sleep(100);
return 0;
UDP协议
UDP协议端格式
UDP上下层都有协议
任何协议，都必须解决两个问题:
1．如何将自己的报头和有效载荷分离的问题
定长报头
2．任何协议都必须解决，要将自己的有效载荷交付给上层的哪一个协议
16位目的端口号
- 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;
udp or tcp是在内核里面，tcp/ip协议栈，本质也是Linux内核（C语言）的一部分。内核中，我们的报头的样子如下(C位段)
struct udp_header
uint32_t src_port :16
uint32_t dst_port: 16;
uint32_t udp_length: 16;
uint32_t udp_check: 16;
填充报头就是给我们的位段类型对应的变量赋值!
UDP的特点
UDP传输的过程类似于寄信
- 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
- 面向数据报: 不能够灵活的控制读写数据的次数和数量
面向数据报
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
如果发送端调用一次sendto, 发送100个字节, 那么接收端也必须调用对应的一次recvfrom, 接收100个字节; 不能循环调用10次recvfrom, 每次接收10个字节。
UDP的缓冲区
- UDP没有真正意义上的 发送缓冲区. 调用sendto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
UDP的socket既能读, 也能写, 这个概念叫做全双工
UDP使用注意事项
我们注意到, 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).
然而64K在当今的互联网环境下, 是一个非常小的数字.
如果我们需要传输的数据超过64K, 就需要在应用层手动的分包, 多次发送, 并在接收端手动拼装
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, 也包括你自己写UDP程序时自定义的应用层协议
以上是关于UDP协议的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章