第8章 传输层_UDP协议

Posted 2020-09-30 浅墨浓香

2. 用户数据报协议（UDP）

2.1 UDP的特点

（1）UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接，因此减少了开销和发送数据之前的时延。

（2）UDP使用了尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的连接状态表，通信的两端不用保持连接，因此节省系统资源。

（3）UDP是面向报文的。UDP对应用层下来的报文即既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。也就是说应用层交给UDP多长的报文，UDP就原样发送，即一次发送一个报文。（这要求应用程序必须选择合适大小的报文，以免降低IP层的效率！）

 

（4）UDP没有拥塞控制：如果网络出现拥塞不会使主机的发送速率降低。这对某些实时应用很重要（如IP电话、实时视频会议等），它允许在网络发生拥塞时丢失一些数据，但不允许数据有太大的时延，UDP正好适合这种要求。

（5）UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。

（6）UDP的首部开销小，只有8字节，比TCP的20字节的首部要短。

2.2 UDP的首部格式

（1）抓包分析（以域名解析数据包为例）

 

　　①源端口：在需要对方回信时选用。不需要时可用全0。

　　②目的端口：在终点交付报文时必须要使用到

　　③长度：UDP用户数据据的长度（数据字段和首部字段），最小值是8（仅有首部时）

　　④检验和：检测UDP用户数据报在传输中是否有错。有错就丢弃。

（2）UDP首部和伪首部

 

　　①UDP用户数据报有两个字段：数据字段和首部字段。其中的首部很简单，只有8个字节（源端口、目标端口、长度和校验和）

　　②“伪首部”：并不是UDP数据报真正的首部，只是在计算检验和时，临时添加在UDP数据报前面，得到一个临时的UDP用户数据报，检验和就是按照这个临时的UDP数据报来计算的。这个伪首部既不向下传递也不向上递交，而仅仅是为了计算检验和之用。

（3）UDP检验和的计算

 

　　①UDP的检验和是把首部和数据部分一起都检验（有别于IP数据报检验和只检验IP数据报的首部）。

　　②发送方首先把全零放入检验和字段，再把伪首部以及UDP用户数据报看成是由许多16位的字（如上图）一起串接起来。如果数据部分不是偶数个字节，则填入一个全零字节（但不发送）。然后按二进制反码计算出这些16位字的和。将此和的二进制反码写入检验和字段。然后发送这个UDP数据报。

　　③接收方把收到的UDP数据报连同伪首部（以及可能的填充全零字节）一起按二进制反码求这些16位字的和。当无差错时其结果应全为1；否则就表明有差错出现，接收方应丢弃这个UDP数据报。