传输层UDP协议

传输层UDP协议

用户数据报协议UDP概述

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特点优势

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:

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。

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时,一般都能支持更多的活动客户机

分组首部开销小

TCP有20B的首部开销,而UDP仅有8B的开销。

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。

UDP常用于一次性传输较少数据的网络应用

  • 如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。

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。

UDP是面向报文的

  • 发送方UDP对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UDP对IP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

UDP首部格式

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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

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
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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。

UDP校验

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伪首部和全0字节是不发送的,仅供校验使用

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