【计算机网络】UDP协议

1. UDP协议头部格式

    源端口号:表示数据从哪里发送 目的端口号:表示数据要发送到哪里区 16位UDP长度:表示整个数据报(UDP首部+UDP数据)的最大长度 16位UDP校验和:检测数据是否被破坏,如果UDP报文校验和检测出错,就会直接丢弃

2. UDP协议的特点

2.1 无连接

知道目的主机的IP地址和端口号就可以直接传输数据,不需要像TCP协议那样,通过三次握手建立连接后才可以进行数据的收发

2.2 不可靠

UDP协议没有任何的可靠机制来保证数据的可靠传输,发送端发送数据后,如果因为网络故障等原因无法发送到对方,UDP协议也不会给应用层返回任何错误信息,不像TCP协议那样,通过确然应答机制,超时重传机制,连接管理机制,流量控制和拥塞控制来保证数据的可靠传输

2.3 面向数据报

发送端一次发送的数据,接收端也必须一次接收,应用层交给UDP的报文,UDP原样发送,既不会拆分也不会合并

如使用UDP协议传输100字节的数据:如果发送端一次发送100个字节,接收端就必须一次接收100个字节,而不能循环接收,如循环接收10次,一次接收10个字节

2.4 有接收缓冲区,没有发送缓冲区

UDP协议只有接收缓冲区,没有发送缓冲区

    对于发送来说,发送端直接将数据交给系统内核,发送端不关心接收端是否接收到数据,再其发送数据后就不管了,所以不用发送缓冲区来记录数据编号(重传时才有用) 对于接收来说,接收端可以接收到多个数据报,接收端处理数据的速度可能比接收数据的速度慢,此时就需要接收缓冲区来临时保存数据,待处理完该数据,就从缓冲区删掉,另外当接收缓冲区满了,此时接收到的数据就会直接丢弃

2.5 大小受限

UDP协议首部有一个16位UDP长度,代表UDP一次能传输数据的最大长度为64k(包含UDP首部)

3. 基于UDP的应用层协议 

    NFS:网络文件系统 TFTP:简单文件传输协议 DHCP:动态主机配置协议 BOOTP:启动协议(用于无盘设备启动) DNS:域名解析协议

4. UDP协议与TCP协议对比

特点对比
    UDP:无连接,不可靠,面向数据报,有接收缓冲区,没有发送缓冲区,大小受限 TCP:有连接,可靠,面向字节流,有发送缓冲区和接收缓冲区,大小不受限
使用场景对比

讲过上述特点对比,可以看出TCP协议最大的特点是可靠,也就是保证数据能让对方接收到,而UDP协议最大的特点是传输效率高,速度快

    TCP协议使用场景:用于文件传输,重要状态更新等场景 UDP协议使用场景:用于语音传输,视频传输等场景,我们日常中发现视频和语音电话中,往往会有卡顿,但是不影响我们使用

5. 经典面试题 

基于传输层UDP协议,如何实现可靠传输?

答:UDP协议是传输层的协议,是不可靠的,无连接的,也就是说传输层我们不能改变,也不能扩展,所以只能在应用层进行扩展,而实现方式可以参考TCP协议是如何保证数据进行可靠传输的,如添加确认应答,超时重传,连接管理等机制确保数据可以被接收,从而实现数据的可靠传输

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