【Linux】【网络】传输层协议：UDP

UDP 协议

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

1. 面向数据报

数据报是独立的一整个，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字节。
	而不能循环调用10次recvfrom, 每次接收10个字节。

2. UDP 协议端格式

UPD 的协议报头长度是 固定的 8字节。

16位 UDP 长度，表示整个数据报（UDP 首部 + UDP 数据）的 最大长度，即 2¹⁶ = 64kb。

如果校验和出错, 就会直接丢弃。

报头（协议）的本质其实就是：结构化数据（结构体、位段）

// 结构体实现
struct udp_header
{
	uint16_t src_port;
	uint16_t dst_port;
	uint16_t udp_len;
	uint16_t check;
};
// 位段实现
struct udp_header
{
	uint32_t src_port:16;
	uint32_t dst_port:16;
	//...
};

3. UDP 的封装和解包

封装

• 应用层将信息拷贝给传输层，用 char* p 指针指向一个缓冲区，前面放 UDP 结构报头（固定 8 字节），后面放有效载荷，对报头内容的填充就可以写作：

((struct udp_header*)p)->src_port = xx;
((struct udp_header*)p)->dst_port = xx;
((struct udp_header*)p)->udp_len = xx;
((struct udp_header*)p)->check = xx;

封装

• 应用层将信息拷贝给传输层，用 char* p 指针指向一个缓冲区，前面放 UDP 结构报头（固定 8 字节），后面放有效载荷，对报头内容的填充就可以写作：

((struct udp_header*)p)->src_port = xx;
((struct udp_header*)p)->dst_port = xx;
((struct udp_header*)p)->udp_len = xx;
((struct udp_header*)p)->check = xx;

4. 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