1 UDP特點(diǎn)

??用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP（User Datagram Protocol）只在IP的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)至上增加了一點(diǎn)的功能铅搓。這就是復(fù)用和分用功能和差錯檢測的功能舞竿。

?UDP的主要特點(diǎn)：
??(1) UDP 是無連接的。即發(fā)送數(shù)據(jù)之間不需要建立連接奉芦，因此減少了開銷和發(fā)送數(shù)據(jù)之間的時(shí)延赵抢。

??(2) UDP使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付声功，因此主機(jī)不需要維持復(fù)雜的連接狀態(tài)表烦却。

??(3) UDP是面向報(bào)文的。

??發(fā)送方UDP對應(yīng)用程序交下來的報(bào)文先巴，在添加首部后就向下交付IP層其爵。UDP對應(yīng)用層交下來的報(bào)文，既不合并伸蚯，也不拆分摩渺，而是保留這些報(bào)文的邊界。這就是說剂邮，應(yīng)用層交給UDP多長的報(bào)文摇幻，UDP就照樣發(fā)送，即UDP一次交付一個完整的報(bào)文挥萌。

??因此绰姻，應(yīng)用程序必須選擇合適大小的報(bào)文。若報(bào)文太長引瀑，UDP把它交給IP層后狂芋，IP層在傳送時(shí)可能要進(jìn)行分片，這會降低IP層的效率憨栽。反之帜矾，如果報(bào)文太短，UDP把它交給IP層后徒像，會使IP數(shù)據(jù)報(bào)的首部相對長度太大黍特，也降低了IP層的效率。

??(4) UDP沒有擁塞控制锯蛀。

UDP沒有擁塞控制灭衷，因此網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞不會使源主機(jī)降低發(fā)送速率，這對實(shí)時(shí)應(yīng)用很重要旁涤。對于一些實(shí)時(shí)應(yīng)用（如IP電話翔曲，實(shí)時(shí)視頻會議等）要求源主機(jī)以恒定的速率發(fā)送數(shù)據(jù)迫像，并且允許網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí)丟失一些數(shù)據(jù)，但卻不允許數(shù)據(jù)有太大的時(shí)延瞳遍。

??(5) UDP首部開銷很小闻妓，只有8個字節(jié)。

??當(dāng)然掠械，一些實(shí)時(shí)應(yīng)用需要對UDP的不可靠傳輸會進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)（如前向糾錯或重傳已丟失的報(bào)文）由缆，以減少數(shù)據(jù)的丟失。

2 UDP的首部格式

??用戶數(shù)據(jù)報(bào)UDP有兩個字段：數(shù)據(jù)字段和首部字段猾蒂。首部字段只有8個字節(jié)均唉，由四個字段組成，每個字段長度都是兩個字節(jié)肚菠。

??(2) 目的端口：目的端口號。這在終點(diǎn)交付報(bào)文時(shí)必須使用烙荷。

??(3) 長度：UDP數(shù)據(jù)報(bào)的長度镜会，首部和數(shù)據(jù)部分長度之和，其最小值是8（即UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)沒有數(shù)據(jù)部分）奢讨。

??(4) 校驗(yàn)和：檢測UDP在傳輸中是否出錯稚叹，如果有錯就丟棄。

??當(dāng)運(yùn)輸層IP層收到UDP數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)拿诸，就根據(jù)首部中的目的端口扒袖，把UDP數(shù)據(jù)報(bào)通過相應(yīng)的端口交付給上層應(yīng)用進(jìn)程。如果接收方UDP發(fā)現(xiàn)收到的報(bào)文的目的端口號不正確（即不存在對應(yīng)于該端口號的應(yīng)用進(jìn)程）亩码，即丟棄該報(bào)文季率，并由網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議ICMP發(fā)送“端口不可達(dá)”差錯報(bào)文給發(fā)送方。

在ICMP協(xié)議一文中描沟，在討論Traceroute時(shí)飒泻，就是讓發(fā)送的UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)故意使用一個非法的UDP端口，結(jié)果ICMP就返回一個端口不可達(dá)的差錯報(bào)文吏廉，從而達(dá)到測試的目的泞遗。

3 UDP偽首部和校驗(yàn)和計(jì)算

??UDP檢驗(yàn)和提供差錯檢測功能。在計(jì)算校驗(yàn)和時(shí)席覆，要在UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)之前增加12字節(jié)的偽首部史辙。

所謂“偽首部”是因?yàn)閭问撞坎⒉皇荱DP用戶數(shù)據(jù)報(bào)真正的首部，只是在計(jì)算校驗(yàn)和時(shí)，臨時(shí)添加在UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)前面聊倔，得到一個臨時(shí)的UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)晦毙。

??校驗(yàn)和就是按照這個臨時(shí)的UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)計(jì)算來的，偽首部既不向下傳送也不向上遞交耙蔑，僅僅是為了計(jì)算校驗(yàn)和见妒。

??(1) 源IP地址和目的IP地址：和IP數(shù)據(jù)一樣，各占4個字節(jié)甸陌。

??(2) 偽首部第3個字段是全零须揣。

??(3) 協(xié)議字段：以前說過，UDP協(xié)議的協(xié)議字段值是17邀层。

??(4) UDP長度：UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)長度返敬，首部長度和數(shù)據(jù)部分長度之和遂庄。

??UDP計(jì)算校驗(yàn)和的步驟：

(1) 將校驗(yàn)和字段置位0寥院。
(2) 將偽首部和UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)（首部和數(shù)據(jù)部分）看成是以16位為單位的二進(jìn)制組成（如果用戶數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)部分不是偶數(shù)字節(jié)，用0填充）涛目，依次進(jìn)行二進(jìn)制反碼求和秸谢。
(3) 將求和的結(jié)果的反碼寫入校驗(yàn)和字段。

??這里先介紹以下二進(jìn)制反碼求和霹肝，1+1 = 0估蹄，高位進(jìn)1、1 + 0 = 0 + 1 = 1沫换、0 + 0 = 1臭蚁，如果最后一次加法有溢出，結(jié)果需要加1讯赏。如下圖垮兑，一個簡單的二進(jìn)制反碼求和

??下面用一個例子說明下，校驗(yàn)和的計(jì)算漱挎，假設(shè)源IP地址為153.19.0.104系枪，目的IP地址為171.3.14.11，UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)長度為15磕谅，源端口1087私爷，目的端口13。根據(jù)UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)的長度可知膊夹，數(shù)據(jù)部分是7（15 - 8） 字節(jié)衬浑，所以需要用0填充一個字節(jié)使之成為16位（偶數(shù)字節(jié)）的整數(shù)倍。

??下圖給出了校驗(yàn)和計(jì)算的過程放刨，每16個二進(jìn)制作為1行工秩，逐行按二進(jìn)制反碼求和，圖中給出了前3行的求和結(jié)果，下面的計(jì)算過程相似拓诸，就略去了侵佃。

??從上可以看出，UDP校驗(yàn)和是把首部和數(shù)據(jù)部分一起校驗(yàn)奠支，而IP校驗(yàn)和僅僅校驗(yàn)IP首部馋辈。

??在接收方，把收到的UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)連同偽首部（以及可能的填充零字節(jié)）一起倍谜，按二進(jìn)制反碼求這些16位字的和迈螟，當(dāng)無差錯時(shí)期其結(jié)果應(yīng)為全為1。否則就表明出現(xiàn)了差錯尔崔，接收方就應(yīng)丟棄這個UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)（也可以上交給應(yīng)用層答毫，但附上差錯的警告）。

這種簡單的差錯檢驗(yàn)方法的檢錯能力并不強(qiáng)季春，但是好處是簡單洗搂，處理起來較快。

4 小結(jié)

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