传输层-用户数据报协议（UDP）

UDP协议概述

用户数据报协议 UDP 是 Internet 传输层协议，提供无连接、不可靠、数据报尽力传输服务。

• 无连接：因此在支持两个进程间通信时，没有握手过程。
• 不可靠：当应用进程将一个报文发送近 UDP 套接字时，UDP 并不能保证将该报文送达到目的的接收进程。

不仅如此，在发送方依次发送的报文段，UDP 即便将这些报文段送达到接收进程，也可能是乱序到达的。UDP 没有拥塞机制，所有 UDP 发送端可以用任何速率向其下层（即网络层）注入数据。当然，实际端到端吞吐量可能小于这种速率，这可能是因为中间链路的带宽受限或因为网络拥塞而造成的。

使用 UDP 的主要原因：

1. 应用进程更容易控制发送什么数据以及何时发送。会出现分组的丢失和重复。
2. 无须建立连接：TCP 需要三次握手建立，UDP 不需要任何准备即可进行数据传输。
3. 无连接状态：TCP 需要再端系统中维护连接状态，包括接收和发送缓存、拥塞控制参数以及序号与确认号的参数等；而 UDP 是无连接的，因此也无需维护连接状态。
4. 首部开销小：每个 TCP 报文段都至少有 20 字节的首部开销，而 UDP 仅有 8 字节的开销。

虽然 UDP 提供不可靠传输服务，但使用 UDP 的应用仍然可以实现可靠数据参数。这可以通过在应用程序自身中建立可靠传输机制来完成，如 停-等协议或滑动窗口协议等。也就是说，应用进程可以使用 UPD 的同时进行可靠通信，只是需要在应用层设计可靠传输机制而已。

UDP 数据报结构

1. UDP 首部四个字段，每个字段长度都是 2 个字节（ 16 bit ），共 8 个字节，。
2. 源端口号和目的端口号：用于 UDP 实现复用和分解，范围(0~65535)。
3. 长度：指示 UDP 报文段中的字节数 (首部和数据的总和)。
4. 校验和：接收方使用来检测报文段是否出现差错。
   

UPD数据传输过程

• int socket()：创建套接字。
• int bind()：绑定套接字的本地端点地址。
• ssize_t sendto()：发送数据。
• ssize_t recvfrom()：接收数据。
• int close()：关闭套接字。