网络基础--UDP协议,网络基础协议详解

('网络基础UDP协议UDP（UserDatagramProtocol，用户数据报协议）是一种无连接的协议，提供面向事物的简单不可靠的信息传输服务。它与TCP协议位于同一层，也是传输层协议。1．UDP协议特点UDP协议是IP协议与上层协议的接口。它使用IP层提供的服务将从应用层得到的数据从一台主机的某个应用程序传送给网络上另一台主机上的某个应用程序。UDP协议的特点介绍如下：\uf06c无连接UDP是无连接的，它在传输数据前不需要像TCP那样与对方建立连接，发送方与接收方通过相互交换信息使双方达到同步。\uf06c无序UDP不对接收到的数据进行排序，在其报文的首部也并没有定义像TCP所采用的序列号的有关数据顺序的信息。在传送过程中，报文不一定是按照顺序到达，所以接收端没有也必要对其进行排序。\uf06c无重发UDP接收端在接收到数据报后不对发送端发送确认信号，发送端不了解数据是否被正确接收，也不会重发数据。\uf06c不可靠与TCP不同，UDP协议并不提供对数据传送的保证机制。即在发送方发送数据给接收方的传递过程中，如果出现数据报的丢失，其并不能做出任何检测或提示。因此，人们也常将UDP协议称为不可靠的传输协议。\uf06c数据传输速度快与TCP相比，它并不提供对IP协议的可靠机制、流量控制以及错误恢复等功能，因此其数据传输速度快，占用系统资源小。\uf06cUDP信息包标题短与TCP所具有的20个字节信息包相比，UDP信息包仅8个字节。2．UDP数据报格式UDP数据报包括UDP头部和UDP数据块两部分，其头部又由不同的部分构成，其数据报格式如图2-3所示。图2-3UDP数据报格式\uf06cUDP源端口号该字段占16位，是可选字段，用于标识主机应用程序所使用的端口号。当使用时，用它表示发送端应用程序的端口号，同时也被认为是在没有其它信息的情况下需要被寻址的答复端口；当不使用时，其值全部值为0。另外，在使用时若源主机是客户机，则此端口号一般是指进程向协议软件请求而得到的临时端口号；若源主机是服务器，此端口号为固定的、熟知的端口。\uf06cUDP目的端口号该字段占16位，用于标识此数据报接收端应用程序所使用的端口号。\uf06cUDP数据报长度该字段占16位，用于表示数据报的长度信息。它包括协议头和数据，其单位为字节，最小值为8字节，即没有数据时的长度；最大长度可达65535字节，但在传送时一般不传送那么长的数据。\uf06cUDP校验和该字段占16位，也是可选字段，其覆盖IP协议头、UDP协议头和数据位。在不使用的情况下，全部置为0；在使用时需要引入伪首部概念，它是为计算校验和而制定的。\uf06cUDP数据区它包括上层的数据信息。另外，在伪首部中，包含了IP地址这样的IP协议里面才具有的信息，如图2-4所示。图2-4UDP伪首部格式伪首部的作用仅仅是用于计算校验和，在发送的UDP数据报中并不包含其内容。从UDP伪首部格式当中，能够看到它包含了通信双方的IP地址，这是因为IP地址加端口号才能够完全标识一个UDP数据报的报数。而伪首部中，包含了UDP数据报中所没有的IP地址信息，这样校验和就能够用于校验数据报是否到达正确的目的地。3．UDP工作原理UDP的正式规范文件为IETFRFC768。在TCP/IP模型中，它为网络层以下和应用层以上提供了一个简单的接口，应用程序使用UDP协议提供的接口来传送数据，其过程如图2-5所示。图2-5UDP数据报的封装其中，UDP将从应用层传送来的数据头部加上UDP头部，并将它传送到网络层，在网络层在加上网络层的头部信息，接着封装成IP数据包传送动数据链路层，同样在数据链路层也加上相应的首部将数据封装，最后传送给物理层，并实现在数据网络上的传输。在接收端接收从发送端传输的数据的过程当中，是对UDP数据报的解封装，其过程与UDP数据报的封装相反，如图2-6所示。图2-6UDP数据报解封装从上图可以看出，物理层将将接收到的信号转换成比特流的形式，然后将其传送给数据链路层；在数据链路层对接收到的数据进行检查，如果正确则丢弃其首部和尾部并将数据部分传送给网络层；在网络层依然对接收到的数据进行检查，如果正确时，则丢弃IP头部，将数据部分传送给UDP；UDP在接收到数据后，将对校验和进行检查，如果没有错误时，则将按照目的端口号将用户数据传送给相应的应用程序。与TCP不同，UDP可以总结为一个提供无连接、无序、不重发、不可靠的传送方式。UDP适用于不需要像TCP那样提供可靠机制的情形，如简单文件传送系统（TFTP）、域名系统（DNS）等。UDP适用于对实时性要求高，可以忽略一定的数据错误的应用当中。如在多媒体应用当中，常用UDP支持音频/视频传输。',)