2.udp协议 - wolai 笔记

1.用户数据报协议UDP概述

UDP只在IP数据报服务之上增加了很少功能,即复用分用和差错检测功能。
UDP的主要特点:
  1. UDP无连接的,减少开销和发送数据之前的时延
  2. UDP使用最大努力交付,即不保证可靠交付
  3. UDP面向报文的,适合一次性传输少量数据的网络应用。
  4. UDP无拥塞控制,适合很多实时应用
  5. UDP首部开销小,8B,TCP20B。
应用层给UDP多长的报文,UDP就照样发送,即一次发一个完整报文。

2.UDP优点

为什么应用开发人员宁愿在UDP之上构建应用,也不选择TCP?既然TCP提供可靠的服务,而UDP不提供,那么TCP总是首选吗?答案是否定的,因为有很多应用更适合用UDP,主要是因为UDP具有如下优点:

2.1 UDP无须建立连接

UDP不会引入建立连接的时延。
试想如果DNS运行在TCP而非UDP.上,那么DNS的速度会慢很多。
HTTP使用TCP而非UDP,是因为对于基于文本数据的Web网页来说,可靠性是至关重要的。

2.2无连接状态。

TCP需要在端系统中维护连接状态。此连接状态包括接收和发送缓存、拥塞控制参数和序号与确认号的参数。而UDP不维护连接状态,也不跟踪这些参数。
因此,某些专用应用服务器使用UDP一般都能支持更多的活动客户机

2.3分组首部开销小。

TCP20B的首部开销,而UDP仅有8B的开销。

2.4应用层能更好地控制要发送的数据和发送时间

UDP没有拥塞控制,因此网络中的拥塞不会影响主机的发送效率。
某些实时应用要求以稳定的速度发送,能容忍一些数据的丢失,但不允许有较大的时延,而UDP正好满足这些应用的需求。

2.5 UDP常用于一次性传输较少数据的网络应用

DNS、SNMP等,因为对于这些应用,若采用TCP,则将为连接创建、维护和拆除带来不小的开销。
UDP也常用于多媒体应用(如IP电话、实时视频会议、流媒体等),显然,可靠数据传输对这些应用来说并不是最重要的,但TCP的拥塞控制会导致数据出现较大的延迟,这是它们不可容忍的。

2.6 UDP提供尽最大努力的交付,即不保证可靠交付

但这并不意味着应用对数据的要求是不可靠的,因此所有维护传输可靠性的工作需要用户在应用层来完成。
应用实体可以根据应用的需求来灵活设计自己的可靠性机制

2.7 UDP是面向报文的

发送方UDP应用层交下来的报文,在添加首部后就向下交付给IP层,既不合并,也不拆分,而是保留这些报文的边界;
接收方UDPIP层交上来UDP用户数据报,在去除首部后就原封不动地交付给上层应用进程,一次交付一个完整的报文。
因此报文不可分割,是UDP数据报处理的最小单位。

3.UDP首部格式

  • UDP长度:UDP用户数据报的整个长度
  • UDP检验和:检测整个UDP数据报是否有错,错就丢弃
分用时,找不到对应的目的端口号,就丢弃报文,并给发送方法送ICMP“端口不可达”差错报告报文。

4.当传输层从IP层收到UDP数据报时

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

4.UDP校验

伪首部只有在计算校验和时才出现,不向下传送也不向上递交
  • 17:封装UDP报文的IP数据报首部协议字段是17。
  • UDP长度:UDP首部8B + 数据部分长度(不包括伪首部)
在发送端:
  1. 填上伪首部
  2. 0填充检验和字段
  3. 0填充数据部分(UDP数据报要堪称许多4B的字串连接起来)
  4. 伪首部+ 首部+ 数据部分, 采用二进制反码求和
  5. 把和求反码填入检验和字段
  6. 去掉伪首部,发送
在接收端:
  1. 填上伪首部
  2. 伪首部+首部+数据部分,采用二进制反码求和
  3. 结果全为1则无差错,否则丢弃数据报/交给应用层附上出差错的警告。


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