UDP协议解析

UDP：用户数据报传输协议。

UDP的报文结构

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  • 16位的UDP数据报长度决定UDP数据报的最大长度为64KB。64KB在当今的互联网环境下是一个非常小的数字，因此需要传送大文件的话，必须在应用层进行分包。多次发送。
  • 当校验失败时，该数据报会被直接丢弃。
UDP的特点
  • 面向非连接，传输数据前，源端与目的端不建立连接，直接发送，就如发短信一样。
  • 不需要维护连接状态：因为UDP传输过程中不需要建立连接，因此也无需维护连接
  • 报头很短：只有8个字节，额外开销小。
  • 效率高：吞吐量只受限于数据生成速率，传输速率与机器性能。
  • 面向数据报：不对应用程序提交的程序进行拆分或者合并。如果需要，需要由用户在应用层提前做好划分。
  • 不可靠：因为没有确认连接机制，和重传机制，因此UDP是不可靠的。
UDP协议相关问题
  • 数据包乱序问题
    由于网络阻塞或者其它因素，造成数据的接受顺序与发送数据的顺序不一致。
    解决方案
  • 在发送数据的时候，为每一个数据报提供一个id号，这样接受端收到数据报后可以根据id号进行重组，恢复数据报的顺序。
  • UDP报文丢失问题
    在传输过程中，某些报文丢失了。因为UDP是一种不可靠的传输协议，没有确认机制，因此当报文丢失后，发送端并不知道报文传输过程中丢失了。
    解决方案：模仿TCP，超时重传。
如何使得UDP成为可靠传输
  • 应答确认：保证可靠连接
  • 超时重传机制：解决丢包问题
  • 有序接受：添加包序id，解决乱序问题
  • 滑动窗口、流量控制，延迟应答，捎带应答：在稳定可靠传输的基础上尽可能提升性能。
UDP的应用
  • 简单文件传输协议：TFTP
  • 域名系统协议：DNS
  • 远程过程调用协议：NFS
  • 动态主机配置协议：DHCP