传输层协议 UDP

一、UDP 协议段格式

1. 源端口号：该字段是一个16 位的字段，表示发送方应用程序的端口号。

2. 目的端口号：该字段与源端口类似，它也是一个16 位的字段，表示接收方应用程序的端口号。

3. 长度：该字段指示UDP数据报文的总长度，包括 UDP 头部和数据部分。它是一个 16 位的字段，最小值为8 字节（UDP头部的大小），最大值为 65535 字节，也就是说一个 UDP 数据报的最大长度是 64 kb。

4. 校验和：该字段用于校验 UDP 数据报文的完整性。校验和是一个 16 位的字段，由发送方计算得出，并且接收方会使用该字段进行校验。校验和的计算涉及到整个 UDP 数据报文（包括 UDP 头部和数据部分），以便检测任何数据的改动或传输中的错误。

5. 数据：该字段存储了一个完整的应用层数据报。它的长度可以从长度字段中推导出来。数据部分可以为空，也可以包含任意长度的数据。

二、再谈 UDP 特点

无连接：UDP是一种无连接的协议。这意味着在数据传输之前，发送方和接收方之间不需要建立连接。每个UDP数据报文都是独立的，它们之间没有关联。因此，UDP通信具有低延迟和较少的开销。

不可靠：UDP不提供数据传输的可靠性。它没有重传机制或错误恢复机制，也不对数据包的丢失、重复、乱序进行处理。如果使用UDP进行数据传输，可能会出现丢包、丢失或损坏数据的情况。因此，UDP主要适用于对实时性要求高，但对数据可靠性要求相对较低的应用，如音视频传输和实时游戏。

面向数据报：UDP是一种面向数据报的协议。每个UDP数据包被视为一个独立的数据报文，有自己的起始地址和目标地址，并独立于其他数据报文。UDP不对数据流进行拆分或重组，保持了数据包的完整性。如果发送端一次发送100个字节，那么接收端也必须一次接收100个字节；而不能循环接收10次，每次接收10个字节。

全双工：UDP的 socket 既能读，也能写，支持双向通信。

UDP 缓冲区：UDP只有接收缓冲区，没有发送缓冲区。UDP没有真正意义上的 发送缓冲区。发送的数据会直接交给内核，由内核将数据传给网络层协议进行后续的传输动作；UDP具有接收缓冲区，但是这个接收缓冲区不能保证收到的UDP报的顺序和发送UDP报的顺序一致；如果缓冲区满了，再到达的UDP数据就会被丢弃。

大小受限：UDP协议首部中有一个16位的最大长度。也就是说一个UDP能传输的数据最大长度是 64KB（包括UDP首部和数据）

三、下期预告

既然 UDP 不可靠，并且长度受限，那么如果需要可靠传输，并且传输长度大于64K的数据时我们该如何处理呢？这里就需要引入另一个更强大的传输层协议 TCP ，关于 TCP 我们下期详细介绍。敬请期待！