传输层之UDP协议

传输层

端到端之间的传输，重点关注的是起点和终点。

核心协议有两个：

TCP协议：有连接，可靠传输，面向字节流，全双工

UDP协议：无连接，不可靠传输，面向数据报，全双工。

UDP协议报文格式

学习协议就是理解协议的报文格式

实际的UDP数据报不是这样层层叠加在一起：

UDP报头：

UDP报头格式非常简单，里面只有4个字段。

问题1：端口号取值范围0~65535

原因就在于报头中最大2字节，可表示最大范围就是65535.

问题2：UDP报文最长64kb

如果需要使用UDP传输一个比较大的数据，怎么办？

拆包：在应用层自己手动进行拆包，把一个大的数据报拆成多个小的。

组包：在应用层自己手动进行组包

缺点：

开发代码复杂，测试复杂，风险较高，本来网络环境就是复杂的，可能丢包，如果分成多个，丢包风险会增加。

解决办法：使用TCP,TCP协议是面向字节流的，没有对包的长度做出限制。

☆校验和

网络传输过程中，容易收到一些干扰，是容易导致传输的数据出错的。因此就需要保证接收方收到数据之后能知道这个数据对不对。

CRC算法【循环冗余校验】

UDP的校验和是使用CRC算法，把UDP报文的每个字节都进行累加，结果页放到一个大小为【两个字节】的数字中，加的过程如果溢出了就溢出了，最终得到的记过就是校验和。

发送方发送的时候，就先计算一个校验和存放在报头中；

接收方按照同样的规则，再算一遍校验和，来和发送方算的校验和对比，如果一样，这个UDP数据报没问题，不一样，有问题。

UDP协议特点

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

不可靠传输

没有任何安全机制，发送端发送数据报以后，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

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；

用UDP传输100个字节的数据：

如果发送端一次发送100个字节，那么接收端也必须一次接收100个字节；而不能循环接收10次，每次接收10个字节。

缓冲区

UDP只有接收缓冲区，没有发送缓冲区：

UDP没有真正意义上的 发送缓冲区。发送的数据会直接交给内核，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；

全双工

UDP的socket既能读，也能写，这个概念叫做 全双工