网络编程之TCP/IP协议族-传输层UDP协议

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UDP是一个简单的面向数据报的协议：每个应用层数据包在该层正好封装成一个UDP数据报，并交给IP协议发送。

与TCP类似，封装UDP数据包的过程会添加一个UDP首部，其格式如下（图片来自网络）。
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  • 源端口号：2个字节，发送端端口号。

  • 目的端口号：2个字节，接收端端口号。

  • UDP长度：2个字节，包含首部和数据，8个字节为单位。

  • UDP检验和：2个字节，覆盖首部和数据。

相较于TCP，UDP是个简单协议。它不会对数据做过多处理，也不提供可靠性、流量控制和差错恢复等功能。应用层数据由UDP添加一个首部，然后到达传输层，IP协议将其组装成一个待发送的IP数据报。UDP是面向数据报的，必然有一个最大数据长度。理论上，由于IP首部总长度为2个字节，故最大长度是65535字节，除去IP首部长度20字节，UDP数据报最大长度为65515字节。实际上，因为实现上的区别，一般小于此值。

前面文章说过，数据在传输过程中，IP协议会将较大的数据报分片。同时标准规定，主机必须能够接受最小576字节的IP数据报。所以许多UDP应用程序设计中，应用层数据长度被限制成512字节或更小。应用层应该选择合适的报文大小。

UDP无连接，传输数据不需要建立和断开连接，所以开销更小。但不保证可靠性，所以可能丢包，数据也可能失序。

TCP协议与UDP协议的选择。

  • TCP：数据传输的性能必须让位于数据传输的完整性、可控制性和可靠性时。

  • UDP：强调传输性能而不是传输的完整性时，如音频和多媒体应用；或者数据传输时间很短，以至于此前的连接过程成为整个流量主体的情况。

值得一提的是，IP支持单播、广播和多播，广播和多播仅应用于UDP，它们对需要将报文同时传往多个接收者的应用来说十分重要。具体细节暂不表述。