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1 UDP协议的简介
UDP协议是User Datagram Protocol的简称, 中文名是用户数据包协议,是 OSI 参考模型中一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。在网络中它与TCP协议一样用于处理 UDP数据包。在OSI模型中,在第四层——传输层,处于IP协议的上一层。UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点,也就是说,当报文发送之后,是无法得知其是否安全完整到达的。UDP用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。UDP协议从问世至今已经被使用了很多年,虽然其最初的光彩已经被一些类似协议所掩盖,但是即使是在今天,UDP仍然不失为一项非常实用和可行的网络传输层协议。
与所熟知的TCP(传输控制协议)协议一样,UDP协议直接位于IP(网际协议)协议的顶层。根据OSI(开放系统互连)参考模型,UDP和TCP都属于传输层协议。UDP协议的主要作用是将网络数据流量压缩成数据包的形式。一个典型的数据包就是一个二进制数据的传输单位。每一个数据包的前8个字节用来包含报头信息,剩余字节则用来包含具体的传输数据。


UDP报头由4个域组成,其中每个域各占用2个字节,具体如下:
  
0 7 8 15 16 23 24 31
源地址
目的地址
0 | 协议| UDP 长度|
UDP源端口号
目标端口号
数据报长度
校验值
UDP协议使用端口号为不同的应用保留其各自的数据传输通道。UDP和TCP协议正是采用这一机制实现对同一时刻内多项应用同时发送和接收数据的支持。数据发送一方(可以是客户端或服务器端)将UDP数据报通过源端口发送出去,而数据接收一方则通过目标端口接收数据。有的网络应用只能使用预先为其预留或注册的静态端口;而另外一些网络应用则可以使用未被注册的动态端口。因为UDP报头使用两个字节存放端口号,所以端口号的有效范围是从0到65535。一般来说,大于49151的端口号都代表动态端口。
数据报的长度是指包括报头和数据部分在内的总字节数。因为报头的长度是固定的,所以该域主要被用来计算可变长度的数据部分(又称为数据负载)。数据报的最大长度根据操作环境的不同而各异。从理论上说,包含报头在内的数据报的最大长度为65535字节。不过,一些实际应用往往会限制数据报的大小,有时会降低到8192字节。
UDP协议使用报头中的校验值来保证数据的安全。校验值首先在数据发送方通过特殊的算法计算得出,在传递到接收方之后,还需要再重新计算。如果某个数据报在传输过程中被第三方篡改或者由于线路噪音等原因受到损坏,发送和接收方的校验计算值将不会相符,由此UDP协议可以检测是否出错。这与TCP协议是不同的,后者要求必须具有校验值。
许多链路层协议都提供错误检查,包括流行的以太网协议,也许想知道为什么UDP也要提供检查和。其原因是链路层以下的协议在源端和终端之间的某些通道可能不提供错误检测。虽然UDP提供有错误检测,但检测到错误时,UDP不做错误校正,只是简单地把损坏的消息段扔掉,或者给应用程序提供警告信息。
用户数据报头格式
域:
源端口是可选域,当其有意义时,它指的是发送进程的端口,这也就假定了在没有其它信息的情况下,返回信息应该向什么地方发送。如果不使用它,则在此域中填0。目的端口在有特定的目的网络地址时有意义。长度指的是此用户数据报长度的八进制表示。(这表明最小的数据报长度是8。)校验码有16位,是对IP头,UDP头和数据中信息包头的数位取反之和再取反得到的。
包头从概念上说是在UDP头信息之前的,它包括有源地址,目的地地址,所使用的协议和UDP长度。这些信息使信息不能被错误地接收。这个校验过程与TCP中使用的过程一致。
如果计算出的校验码为零,它将被全零发送。全零的校验值意味着发送者未产生校验码。
用户接口:
用户接口应该允许创建新的接收端口,在接收端口的接收操作有:应该返回一个八进制数说明源端口和源地址,允许数据报传送,指定数据,源和目标端口和目的地地址。
IP层接口:
UDP模块必须能够决定源和目标的网络地址,而且必须能够从包头中得知所使用的协议。一个可能的接口方式是返回整个数据报,包括接收操作返回的包头。这样的接口还应该允许UDP向IP传送完整的带包头的数据报用于传送。由IP来确定一致性并计算校验码。
协议应用:
此协议的最主要的用途是网际名称服务器和小文件传输协议。
协议号:
在IP中使用它时,它的协议号是17(八进制中是21)。
UDP信息包
UDP信息包由UDP标题和数据组成。U