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【计算机网络】UDP协议

2023-10-27

目录

1. UDP协议头部格式

2. UDP协议的特点

2.1 无连接 

2.2 不可靠

2.3 面向数据报 

2.4 有接收缓冲区，没有发送缓冲区 

2.5 大小受限 

3. 基于UDP的应用层协议 

4. UDP协议与TCP协议对比

5. 经典面试题 

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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udp

网络协议

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