＜网络＞UPD协议详解

网络传输的实质

在网络中，我们通过调用系统函数send/recv/write/read使用套接字来进行主机之间的网络通信，那么是不是我们在调用这几个函数之后，数据就立马发送给了对方呢？
答案是不是的，这些IO类的函数，其实本质上就是一个拷贝函数，那么拷贝数据在哪去呢，在系统层面维护了一个缓冲区，这个缓冲去是UDP协议提供的，当我们调用了发送函数之后，我们是先把数据拷贝到UDP的发送缓冲区，再由UDP自己决定什么时候发送，当我们调用了接受函数之后，我们做的事是把UDP的接受缓冲区的数据，拷贝到我们用户层的缓冲中去。

UDP协议端格式

下面是UDP协议的报头格式

• 16位UDP长度，表示整个数据报(UDP首部+UDP数据)的最大长度；
• 如果校验和出错, 就会直接丢弃;

UDP的特点

UDP传输的过程类似于寄信.

• 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: 没有确认机制, 没有重传机制; 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: 不能够灵活的控制读写数据的次数和数量;

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;
例如：
用UDP传输100个字节的数据:

• 如果发送端调用一次sendto, 发送100个字节, 那么接收端也必须调用对应的一次recvfrom, 接收100个
  字节; 而不能循环调用10次recvfrom, 每次接收10个字节

UDP的缓冲区

• UDP没有真正意义上的 发送缓冲区. 调用sendto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
  UDP的socket既能读, 也能写, 这个概念叫做 全双工

UDP使用注意事项

我们注意到, UDP协议首部中有一个16位的最大长度. 也就是说一个UDP能传输的数据最大长度是64K(包含UDP首
部).
然而64K在当今的互联网环境下, 是一个非常小的数字.
如果我们需要传输的数据超过64K, 就需要在应用层手动的分包, 多次发送, 并在接收端手动拼装;

基于UDP的应用层协议

• NFS: 网络文件系统
• TFTP: 简单文件传输协议
• DHCP: 动态主机配置协议
• BOOTP: 启动协议(用于无盘设备启动)
• DNS: 域名解析协议
  举例比如我们平时看的直播，使用的也是UDP协议
  当然, 也包括你自己写UDP程序时自定义的应用层协议;
  UPD的协议内容是不是很简单的，那是因为重头戏在TPC协议！