UDP协议_udp 17

UDP协议

概括

• 名称： 用户数据保协议（User Datagram Protocol）。
• 类别： 传输层协议。
• 特点： 无连接、不可靠、快速传输。
• 数据包最大长度： 理论长度65507 byte、内网传输1472 byte、Internet传输548 byte，具体场景。¹
• 适用场合： 多媒体通信（QQ，视频），DNS域名解析等。

详解

数据包组成

伪首部占12个字节：源IP地址、目的IP地址、填充位（0）、协议号（UDP为17）、UDP长度。

UDP首部占8个字节：源端口、目的端口、UDP长度（首部+数据）、校验和。

数据：理论上最大长度：2^2*8-1=65535，65535-8(UDP首部)-20(IP首部)=65507 byte；内网传输UDP最大长度：1518(标准帧大小)-14-4(帧的头尾)-8-20=1472 byte；Internet传输；576(标准帧大小)-8-20=548 byte。

UDP首部

1. 伪首部²： 一个虚拟的数据结构，其中的信息是从数据报所在IP分组头的分组头中提取的，既不向下传送也不向上递交，而仅仅是为计算校验和。

   源IP地址：发送方的IP地址。4 byte，32 bit。

   目的IP地址：接收方的IP地址。4 byte，32 bit。

   填充位：全0填充。1 byte，8 bit。

   协议号：UDP协议是17，TCP协议是6。2 byte，16 bit。

   UDP长度：首部长度8 byte，加上UDP数据所占的长度。

2. 首部： 指明通信进程的端口号、UDP数据包的长度、以及校验和验证数据的准确性。

   源端口：源IP确定发送方主机，源端口确定主机的某一进程。2 byte，16 bit。范围0-65535。

   目的端口：目的IP确定接收方主机，目的端口确定主机上的某进程。2 byte，16 bit，范围0-65535。

   长度：UDP数据包的长度。即首部长度+数据长度。

   检验和：利用伪首部、首部、数据部分经由某种算法而得，可验证数据准确性。

3. 主要特点：

   1. UDP是一个无连接协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端，UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制；在接收端，UDP把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。

   2. 由于传输数据不建立连接，因此也就不需要维护连接状态，包括收发状态等，因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。

   3. UDP信息包的标题很短，只有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包而言UDP的额外开销很小。

   4. 吞吐量不受拥挤控制算法的调节，只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。

   5. UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付给IP层。既不拆分，也不合并，而是保留这些报文的边界，因此，应用程序需要选择合适的报文大小。

   6. 虽然UDP是一个不可靠的协议，但它是分发信息的一个理想协议。例如，在屏幕上报告股票市场、显示航空信息等等。UDP也用在路由信息协议RIP（Routing Information Protocol）中修改路由表。在这些应用场合下，如果有一个消息丢失，在几秒之后另一个新的消息就会替换它。UDP广泛用在多媒体应用中。

参考资料

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1. 浅谈UDP(数据包长度，收包能力，丢包及进程结构选择) ↩︎

2. TCP&UDP伪首部详解 ↩︎