UDP 是一个简单地面向数据报的运输层协议：进程的每个输出操作都正好产生一个 UDP 数据报，并组装成一份待发送的 IP 数据报。
UDP 不提供可靠性，它把应用程序传给 IP 层的数据发送出去，但是并不保证他们能到达目的地。
UDP数据报封装成一份IP数据报的格式：
UDP首部：
端口号表示发送进程和接收进程,TCP端口号与UDP端口号是相互独立的。（不过有时候TCP和UDP同时提供某种致命服务的时候，两种协议通常选择相同的端口号，纯粹是为了方便。）
UDP长度字段指的是UDP首部和UDP数据报的字节长度，该长度最小值为8字节（发送一分0字节的UDP数据报是OK），这个UDP长度是有冗余的。
IP数据报长度指的是数据报全长，因此UDP数据报长度是全长减去IP首部的长度
UDP检验和：
UDP检验和是一个端到端的检验和，它由发送端计算，然后由接收端验证，其目的是为了发现UDP首部和数据在发送端到接收端之间发生的任何改动。
UDP检验和覆盖UDP首部和UDP数据。而IP首部的检验和，它只覆盖IP的首部—并不覆盖IP数据报中的任何数据。
UDP和TCP在首部中都有覆盖它们首部和数据的检验和，UDP的检验和是可选的，而TCP的检验和是必需的。
UDP检验和的计算方法与IP首部检验和计算法法类似，但也有不同
1、UDP数据报的长度可以为奇数字节，但是检验和算法是把若干个16bit字节相加。解决方式是必要时在最后增加填充字节0，这只是为了检验和的计算
2、UDP和TCP段都包含一个12字节长的伪首部，它是为了计算检验和而设置的。
伪首部包含IP首部一些字段。其目的是让UDP两次检查数据报是否已经正确到达目的地。
注意：UDP数据报的长度在检验和计算过程中出现了2次
如果检验和的计算结果为0，则存入的值为全1（65535），这在二进制反码计算中是等效的，如果传送的检验和为0，说明发送端没有计算检验和。
如果发送端没有计算检验和而接收端检测到检验和有差错，那么UDP数据报就要被悄悄地丢弃，不产生任何差错报文（当IP层检测到IP首部检验和有差错时也这样做）
校验和计算：
发送方的UDP对报文段中的所有16比特字对和进行反码运算，求和时遇到的任何溢出都被回卷。得到的结果被放在UDP报文段中的检验和字段。
比如，假定有下面三个16比特的字:
0110011001100000
0101010101010101
1000111100001100
这些16比特字的前两个之和是：
1011101110110101
再将该和与第三个16比特字相加，得出:
10100101011000001
发现溢出了，该和就要被回卷，即把首位的1加到最后一位去，得出：
0100101011000010
然后对其进行反码运算，所谓反码运算，即是将所有的1换成0，0换成1
1011010100111101
这就是得出的检验和。而在接收方，全部的4个16比特字（包括检验和）加在一起。如果分组中没有引入差错，显然在接收处该和将是1111111111111111。而如果这些比特之一是0，那我们就知道该分组中出现了差错。
UDP在端到端基础上在运输层提供差错检测，这就是在系统设计中被称颂的端到端原则
而UDP虽然提供差错检测，但它对差错恢复无能为力。这就需要用到可靠数据传输–TCP了
IP分片：
物理网络层一般都要限制每次发送数据帧的最大长度，任何时候IP层接收到一份要发送的IP数据报时，它要判断向本地哪个接口发送数据（选路），并查询该接口获得其MTU，IP把MTU与数据报长度进行比较。如果需要则进行分片，分片可以发生在原始发送端主机上，也可以发生在中间路由器上。
把一份IP数据报分片后，只有到达目的地才进行重新组装。
重新组装由目的端的IP层来完成，其目的是使分片和重新组装过程对运输层（TCP、UDP）是透明的。
对于发送端发送的每份IP数据报来说：
其标识字段都包含一个唯一值。该值在数据报分片时被复制到每个片中。
标志字段用其中一个比特来表示“更多的片”，除最后一片外，其他每个组成数据报的片都要把该比特置1
片偏移字段指的是该片偏移原始数据报开始处的位置。
当数据报被分片后，每个片的总长度值要改为该片的长度值
最后，标志字段中有一个比特称作“不分片”位，如果将这一比特置1，IP将不对数据报进行分片。相反把数据报丢弃并发送一个ICMP差错报文（“需要进行分片但设置了不分片比特”）给起始端。
当IP数据报被分片后，每一片都称为一个分组，具有自己的IP首部，并在选择路由时与其他分组独立。这样，当数据报的这些片到达目的端时有可能会失序，但是在IP首部中有足够的信息让接收端能正确组装这些数据报片
UDP分片举例：
ICMP 不可达差错：
发生ICMP不可达差错的另一种情况是，当路由器受到一份需要分片的数据报，而在IP首部又设置了不分片（DF）的标志比特。
这个差错可以用来判断到达目的端路途中最小MTU是多少，也称其为路径MTU发现机制。
UDP 服务器的设计：
客户 IP 地址及端口号：
来自客户的 UDP 数据报，IP 首部包含源端和目的端 IP 地址，UDP 首部包含了源端和目的端的 UDP 端口号。这一特性允许一个交互 UDP 服务器对多个客户进行处理。
目的 IP 地址：
一些应用程序需要知道数据报是发送给谁的，即目的 IP 地址。这要求操作系统从接收到的 UDP 数据报中将目的 IP 地址交给应用程序，但是并非所有的实现都提供这个功能。
UDP 输入队列：
通常程序所使用的每个 UDP 端口都与一个有限大小的输入队列相联系，即来自不同客户的差不多同时到达的请求将由 UDP 自动排队。但是，排队溢出造成内核中的 UDP 模块丢弃数据报的可能性是存在的。
限制本地 IP 地址：
大多数 UDP 服务器在创建 UDP 端点时都使其本地 IP 地址具有通配符的特点，这就表明进入 UDP 数据报如果其目的地为服务器端口，那么在任何本地接口均可接收到它。
当服务器创建端点时，他可以把其中一个主机本地 IP 地址包括广播地址指定为端点的本地 IP 地址，只有当目的 IP 地址与指定的地址相匹配时，进入的 UDP 数据报才能被送到这个端点。
有可能在相同的端口上启动不同的服务器，每个服务器具有不同的本地 IP 地址，但是，一般必须告诉系统应用程序重用相同的端口号没问题，在 sock 程序中是通过 -A 选项来完成的。
限制远端 IP 地址：
UDP 服务器本身可以创建三类地址绑定：
| 本地地址 | 远端地址 | 描述 |
|---|---|---|
| localIP.Iport | foreignIP.fport | 只限一个客户 |
| localIP.Iport | *.* | 限于到达一个本地接口的数据报：localIP |
| *.Iport | *.* | 接收发送到 Iport 的所有数据报 |
Iport 指的是服务器有名端口号，localIP 必须是本地接口的 IP 地址。表中这三行的排序是 UDP 模块在判断用哪个端点接收数据报时所采用的顺序。
