UDP协议

UDP

说明

1. 如果只想关注计算机网络的应用：
   • 了解：UDP特点，功能。
   • 熟悉：应用场景。
2. 如果想深入学习计算机网络：
   • 熟悉：UDP特点，报文格式，应用场景。
   • 熟悉：UDP校验和。

概述

UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）是一种无连接的传输层协议，属于TCP/IP协议族，其核心设计目标是提供高效但不可靠的数据传输服务。它直接基于IP协议工作，仅通过复用/分用和校验和机制实现基本的数据传输功能，无需建立连接或维护复杂的状态信息。

特点（面试题）

• UDP首部很小，只占8B。
• UDP每次传输一个完整的报文，不支持报文自动拆分、重装。
• UDP是无连接的，不可靠的（可靠性可以交给应用层处理），也不支持拥塞控制。
• UDP支持一对一（封装为单播IP数据报）、一对多传输（封装成广播/多播IP数据报）
• UDP协议不支持报文拆分、重装。因此应用层报文长度不超过UDP协议上限。

报文格式

• 16位源端口号：表示发送进程的端口号
• 16位目的端口号：表示接收进程的端口号
• 16位UDP长度：表示整个数据报的长度（UDP首部 + UDP数据）最大长度，以字节为单位。
• 16位UDP校验和：用于校验UDP报文是否出错。如果出错，直接丢弃，并且不通知服务端和用户。
• 数据：一个完整的应用层报文。

UDP校验和

发送方

1. 传输层的UDP协议计算校验和之前，先添加伪首部
2. 把伪首部、首部、数据部分以16bit为一组进行二进制加法。
3. 将最终结果逐位取反，得到16bit的校验码，将其填入UDP首部。
4. 去掉伪首部，并将UDP数据报交付给网络层，封装为IP数据报。

接收方

• 网络层向应用层递交UDP数据报
• 传输层在UDP数据报之前，添加伪首部
• 把伪首部、UDP首部、数据部分以16bit为一组，进行二进制加法。
• 如果加法结果全1，说明目比特错误，于是接收该UDP数据报，根据目的端口号交付给进程。否则，直接丢弃。