传输层之UDP协议

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传输层

端到端之间的传输,重点关注的是起点和终点。

核心协议有两个:

TCP协议:有连接,可靠传输,面向字节流,全双工

UDP协议:无连接,不可靠传输,面向数据报,全双工。



UDP协议报文格式

学习协议就是理解协议的报文格式

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实际的UDP数据报不是这样层层叠加在一起:

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UDP报头:

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UDP报头格式非常简单,里面只有4个字段。



问题1:端口号取值范围0~65535

原因就在于报头中最大2字节,可表示最大范围就是65535.



问题2:UDP报文最长64kb

如果需要使用UDP传输一个比较大的数据,怎么办?


拆包:



应用层

自己手动进行拆包,把一个大的数据报拆成多个小的。

组包:在

应用层

自己手动进行组包

缺点:

开发代码复杂,测试复杂,风险较高,本来网络环境就是复杂的,可能丢包,如果分成多个,丢包风险会增加。


解决办法:使用TCP

,TCP协议是面向字节流的,没有对包的长度做出限制。



☆校验和

网络传输过程中,容易收到一些干扰,是容易导致传输的数据出错的。因此就需要保证接收方收到数据之后能知道这个数据对不对。



CRC算法【循环冗余校验】

UDP的校验和是使用CRC算法,把UDP报文的每个字节都进行累加,结果页放到一个大小为【两个字节】的数字中,加的过程如果溢出了就溢出了,最终得到的记过就是校验和。

发送方发送的时候,就先计算一个校验和存放在报头中;

接收方按照同样的规则,再算一遍校验和,来和发送方算的校验和对比,如果一样,这个UDP数据报没问题,不一样,有问题。



UDP协议特点



无连接

知道对端的IP和端口号就直接进行传输,不需要建立连接



不可靠传输

没有任何安全机制,发送端发送数据报以后,如果因为网络故障该段无法发到对方,UDP协议层也不会给应用层返回任何错误信息;



面向数据报

应用层交给UDP多长的报文,UDP原样发送,既不会拆分,也不会合并;

用UDP传输100个字节的数据:

如果发送端一次发送100个字节,那么接收端也必须一次接收100个字节;而不能循环接收10次,每次接收10个字节。



缓冲区

UDP只有接收缓冲区,没有发送缓冲区:

UDP没有真正意义上的

发送缓冲区

。发送的数据会直接交给内核,由内核将数据传给网络层协议

进行后续的传输动作;

UDP

具有接收缓冲区

:但是这个接收缓冲区不能保证收到的UDP报的顺序和发送UDP报的顺序一致;如果

缓冲区满了,再到达的UDP数据就会被丢弃;



全双工

UDP的socket既能读,也能写,这个概念叫做

全双工



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