UDP协议

素颜马尾好姑娘i 2023-02-26 10:25 64阅读 0赞

前面我们介绍了了TCP协议，深入浅出TCP协议，为什么需要TCP协议？知道TCP是面向连接的提供可靠性服务的传输层协议，今天讲下同属于传输层的另一个协议——UDP。

正文

什么是UDP？

UDP 是User Datagram Protocol的简称， 中文名是用户数据报协议，是OSI（Open System Interconnection，开放式系统互联） 参考模型中一种无连接的传输层协议，传输可靠性没有保证。

UDP报文头

UDP报文分为UDP报文头和UDP数据区域两部分。报头由源端口、目的端口、报文长度以及校验和组成。

UDP头部的标识如下：

16位源端口号：源主机的应用程序使用的端口号。

16位目的端口号：目的主机的应用程序使用的端口号。

16位UDP长度：是指UDP头部和UDP数据的字节长度。因为UDP头部长度为8字节，所以该字段的最小值为8。

16位UDP校验和：该字段提供了与TCP校验字段同样的功能；该字段是可选的。

为什么需要UDP？

UDP(User Datagram Protocol)传输与IP传输非常类似，它的传输方式也是"Best Effort"的，所以UDP协议也是不可靠的。

我们知道TCP就是为了解决IP层不可靠的传输层协议，既然UDP是不可靠的，为什么不直接使用IP协议而要额外增加一个UDP协议呢？

1、一个重要的原因是IP协议中并没有端口(port)的概念。IP协议进行的是IP地址到IP地址的传输，这意味者两台计算机之间的对话。但每台计算机中需要有多个通信通道，并将多个通信通道分配给不同的进程使用。一个端口就代表了这样的一个通信通道。UDP协议实现了端口，从而让数据包可以在送到IP地址的基础上，进一步可以送到某个端口。

2、对于一些简单的通信，我们只需要“Best Effort”式的IP传输就可以了，而不需要TCP协议复杂的建立连接的方式(特别是在早期网络环境中，如果过多的建立TCP连接，会造成很大的网络负担，而UDP协议可以相对快速的处理这些简单通信）

3、在使用TCP协议传输数据时，如果一个数据段丢失或者接收端对某个数据段没有确认，发送端会重新发送该数据段。TCP重新发送数据会带来传输延迟和重复数据，降低了用户的体验。对于迟延敏感的应用，少量的数据丢失一般可以被忽略，这时使用UDP传输将能够提升用户的体验。

UDP应用场景：

当应用程序对传输的可靠性要求不高，但是对传输速度和延迟要求较高时，可以用UDP协议来替代TCP协议在传输层控制数据的转发。

UDP适合于实时数据传输，如语音和视频通信，因为它们即使偶尔丢失一两个数据包，也不会对接收结果产生太大影响。例如：我们在看视频的时候偶尔丢一两个包也不影响体验。

常用的使用UDP协议包括：TFTP、SNMP、NFS、DNS、BOOTP。

UDP端口号有：53（DNS）、69（TFTP）、161（SNMP）。

UDP协议不可靠，可靠性由谁保障

UDP将数据从源端发送到目的端时，无需事先建立连接，没有使用TCP中的确认技术或滑动窗口机制，因此UDP不能保证数据传输的可靠性，也无法避免接收到重复数据的情况。

UDP传输的可靠性由应用层负责，由应用程序根据需要提供报文到达确认、排序、流量控制等功能。

UDP协议优缺点：

优点：UDP协议的控制选项较少，在数据传输过程中延迟小、数据传输效率高，开销更小，适合对可靠性要求不高的应用程序，或者可以保障可靠性的应用程序，如DNS、TFTP、SNMP等。