千兆以太网（四）——UDP协议

1 简介

  UPD协议是无连接的传输层协议。无连接是指再传输数据时，数据的发送端和接收端不建立逻辑连接。接收和发送数据都没有反馈。

  可以看到MAC帧中的数据段是IP数据报，IP报文中的数据段为UDP报文，UDP报文中的内容是用户数据。

2 IP协议

  IP协议是TCP/IP协议簇中的核心协议，也是TCP/IP协议的载体，IP协议规定了数据传输时的基本单元和格式。IP数据包格式如图，其中前20个字节是固定的，后面可选是可有可无的。

名称	位置	作用
版本	0~3	IP版本号： 4‘b0100:IPv4 4’b0110:IPv6
首部长度	4~7	表示IP首部一共有多少个32bit数，在没有可选字段时，IP首部长度为20个字节，因此首部长度为5
服务类型	8~15	3位优先级和4位TOS字段，最后一字节固定为0，服务类型为0时表示一般服务
总长度	16~31	IP数据报总长度，包括IP首部和IP数据部分，以字节为单位
标识字段	0~15	每发送一份报文数据就会加1
标识字段	16~18	第一字节为保留位，第二字节表示是否允许分片，第三字节代表标识更多分片
片偏移	19~31	在接收方进行数据报重组时用来识别分片顺序
生存时间	0~7	TTL域防止丢失的数据包无限制传播，一般设置为64或者128
协议	8~15	表示次数据报所携带的上层数据所使用的协议类型，ICMP为1，TCP为6，UDP为17
首部校验和	16~31	该字段只校验首部，不包含数据部分
源IP地址
目的IP地址
可选字段

  首部校验和计算方法：
  1.将首部按照16bit分开,然后采用加法运算并将溢出的高位加到最低位上，再将和的高16位和低16位相加，最终的和取反填入校验字段。

3 UDP协议

   UDP协议帧

名称	位置	作用
源端口号	0~15	16位发送端口端口号，用于区分不同的服务端口
目的端口号	16~31	16位接收端口号
UDP长度	0~15	UDP首部长度加数据长度，单位是字节
总长度	16~31	IP数据报总长度，包括IP首部和IP数据部分，以字节为单位
UDP校验和	16~31	包括UDP伪首部、首部和数据部分，伪首部是从IP数据报头和UDP数据报头获取的，包括源IP地址、目的IP地址、协议类型和UDP长度。目的是让UDP两次检查数据是否已经正确到达目的地。大多数场合并不检测校验和
标识字段	16~18	第一字节为保留位，第二字节表示是否允许分片，第三字节代表标识更多分片