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[网络协议]传输层UDP协议


前言


提示:以下是本篇文章正文内容

一、UDP概述

UDP(User Datagram Protocol) :基于Internet IP协议,在IP数据报服务之上增加了很少的功能,即复用和差错检测功能

UDP特点:
1.UDP是无连接的,减少开销和发送数据之前的时延
2.UDP使用最大努力交付,即不保证可靠性交付
3.UDP是面向报文的,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
在这里插入图片描述
相对于TCP来说UDP为什么会存在呢?

1.UDP无须建立连接
UDP不会引入建立连接的时延,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.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

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

3.分组首部开销小
TCP有20B的首部开销,而UDP仅有8B的开销

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,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

5.用于一次性传输较少数据的网络应用
如DNS、SNMP…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

6.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

7.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,报文不可分割,是UDP数据报处理的最小单位

二、UDP首部

UDP报文格式:
在这里插入图片描述
首部字段:
1.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

2.目的端口:目的端口号,在终点交付报文时必须使用到

3.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)

4.校验和:检测UDP数据报在传输中是否有错,有错就丢弃

数据字段:信息

三、UDP校验

当传输层从IP层收到UDP数据报,会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

这一系列都要确保在UDP上实现可靠数据传输:

1.在应用层增加可靠性机制
2.应用特定的错误恢复机制

UDP校验:检测UDP段在传输中是否发生错误(如位翻转)

发送方
(1)将段的内容视为16-bit整数

(2)校验和计算:计算所有整数的和,进位加在和的后面,将得到的值按位求反,得到校验和

(3)发送方将校验和放入校验和字段

接收方
(1)计算所收到段的校验和

(2)计算所收到段的校验和
若不相等:检测出错误,否则没有检测出错误(但可能有错误)

校验和计算示例
在这里插入图片描述
两个16bit的二进制相加,产生的进位放在末尾,得到所有的和之后,按位取反即可
注:最高位进位必须被加进去


总结

提示:这里对文章进行总结:

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加:2021-10-24 15:11:52  更:2021-10-24 15:12:25 
 
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