目錄

• 1 概述
• 2 UDP的主要特點
• 3 UDP的首部格式
• • 3.1 傳輸關系
  • 3.2 首部格式
  • 3.3 UDP 基于端口的分用和復用
  • 3.4 UDP校驗

1 概述

用戶數據報協議（UDP，User Datagram Protocol），UDP作為傳輸層的一個重要的協議，它的主要的功能是在IP端到端的服務之上，增加了有限的兩個功能：

復用和分用的功能

差錯檢測的功能

另外，雖然UDP協議只提供不可靠的交付，看起來似乎非常不完美，但是UDP協議在某些方面具有特殊的優點：

比如我們在看在線視頻的時候我們要求數據是最新的最快的，如果這個時候要求數據的準確性，那么會帶來較大的延遲，就像我們在看直播球賽的時候，我們希望看到準備直播畫面，而不是有延遲半分鐘或一分鐘的畫面

另外一個典型的例子，比如在網絡管理過程中我們希望采集到網絡的實時數據，這個時候網絡管理會使用某種基于UDP協議的方式，采集到最新最快的數據，若是采集過來的數據有延遲，那么這個數據已經不是實時數據了，不能表示此時網絡的狀況了

所以在有些情況下，UDP協議簡單快速的特點，比TCP協議更有優勢

2 UDP的主要特點

UDP 是無連接的：發送數據之前不需要建立連接，因此減少了開銷和發送數據之前的時延，這個特點是UDP協議的首要特點，可以這么說，UDP其他的特點，都是或多或少源自于這個特點

UDP 使用盡最大努力交付：即不保證可靠交付，因此主機不需要維持復雜的連接狀態表，發送端只需要把數據打包成UDP數據報，交給IP協議傳輸，中間經過了哪些路由器，最后有沒有到達目的主機，數據有沒有出錯，需不需要重傳，這些主機問題都不知道

UDP 是面向報文的：所謂報文就是應用層交下來的報文，應用層有各種各樣的報文，比如HTTP報文，FTP報文等，根據不同的應用層協議封裝成不同的報文，UDP 對應用層交下來的報文，既不合并，也不拆分，而是保留這些報文的邊界。UDP 一次交付一個完整的報文，在網絡層，IP協議可能會進行拆分工作

應用程序必須選擇合適大小的報文

• 若報文太長，UDP 把它交給 IP 層后，IP 層在傳送時可能要進行分片，這會降低 IP 層的效率
• 若報文太短，UDP 把它交給 IP 層后，會使 IP 數據報的首部的相對長度太大，這也降低了 IP 層的效率

UDP 沒有擁塞控制：因此網絡出現的擁塞不會使源主機的發送速率降低。這對某些實時應用是很重要的。很適合多媒體通信的要求，也就是說使用UDP協議的發送端，完全不會感知當前網路的狀態是擁塞還是通暢，UDP協議還是會發送出去

UDP 支持一對一、一對多、多對一和多對多的交互通信：這時目的主機不一定是單個主機，有可能是多個主機同時接收到發送端發送的UDP報文

UDP 的首部開銷小：只有 8 個字節，比 TCP 的 20 個字節的首部要短，這樣也就意味著把數據組成UDP報文時所要做的工作更少，消耗資源小，發送速度也更快

3 UDP的首部格式

3.1 傳輸關系

UDP協議作為傳輸層的一個經典協議，它和上下層的傳輸關系如下：

應用層會把應用層報文交付給運輸層

運輸層的UDP協議，直接把上層交付下來的所有數據當作UDP數據報的數據部分，再加上UDP首部交付給下層IP層

IP層把運輸層交付下來的整個UDP數據報當作IP數據報的數據部分，再加上IP首部，繼續交給下一層

3.2 首部格式

• 除去兩個端口號字段，還有一個長度字段，它用來標明整個UDP報文的長度是多少，最后一個字段是校驗和字段，它實現了對整個UDP報文的校驗功能
  

3.3 UDP 基于端口的分用和復用

在UDP首部前兩個字段當中，是源端口和目的端口，從接收端來講，當接收端從 UDP報文中拆解出兩個端口號之后，會根據端口號標識的內容，發送給上一層的應用程序，從而實現了端口的分用

復用是分用的相反過程，應用程序把數據交付下來之后，其中的端口號就標明了這是哪一個應用進程，

3.4 UDP校驗

• 在計算檢驗和時，臨時把“偽首部”和 UDP 用戶數據報連接在一起。偽首部僅僅是為了計算檢驗和
  
• 所謂偽首部，可以理解它就是一個假的，它并沒有一個實際的地址空間，在進行UDP報文封裝的時候并沒有這部分內容，要不然UDP協議的首部是20 (8+12) 個字節，而不是我們所說的8個字節，實際傳輸過程中，也并沒有這樣的字段
• 設置這個偽首部，只是為了計算 校驗和，這個偽首部包含的內容，如上圖所示，這就有所疑問了，對于運輸層來講，本身沒有IP地址這一概念，因為IP地址是在網絡層中路由器轉發所用的地址，為了計算校驗和而強制引入的偽首部，包含IP地址信息，實際上會破壞網絡分層，引入偽首部的目的，就是為了讓UDP兩次檢查數據是不是正確的到達了目的地，其中一次是對UDP端口號和其他數據的校驗，另一次是對IP地址的再校驗，因為IP地址再路由器轉發過程中，有可能會發現IP地址錯誤，所以UDP協議覺得IP地址校驗是很有必要的
• 如下就是校驗的例子，簡單來說就是把首部部分，每2個字節寫成一行，然后按列排下來，每一列對應的每一位進行求和，得出來的結果再求反碼，再將其放入校驗和的位置中
  

總結

以上是生活随笔為你收集整理的计算机网络-UDP协议的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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