UDP的报文结构和注意事项

前言

UDP（User Datagram Protocol）是一种无连接的传输层协议，它提供了一种简单的数据传输方式，适用于那些对可靠性要求不高的应用。本文将总结UDP的报文结构和一些使用UDP时需要注意的事项

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UDP报文结构

UDP报文相对简单（最大的携带数据是64kb），由两个主要部分组成：报头（Header）和数据（Data）部分。以下是UDP报文的详细结构：

UDP报头

UDP报头包含四个字段，每个字段的长度都是16位（2个字节），总共8字节：

1. 源端口（Source Port）：这是发送方的端口号，用于标识发送方的应用程序。

2. 目标端口（Destination Port）：这是接收方的端口号，用于标识接收方的应用程序。

3. 长度（Length）：这个字段指定了UDP报文的总长度，包括报头和数据部分。以字节为单位，最小值为8字节（包括报头）。

4. 校验和（Checksum）：UDP报头的校验和字段通常被设置为0。如果需要进行校验和计算，那么计算结果会填充到这个字段。

什么是校验和？

本质上就是一个字符串，体积比原始的数据更小，又是通过原始的数据生成的。原始的数据相同，得到的校验和一定相同。

如何基于校验和完成数据校验？

1. 发送方,把要发送的数据整理好(称为 data1), 通过一定的算法, 计算出校验和 checksum1
2. 发送方把 data1 和 checksum1 一起通过网络发送出去.
3. 接收方收到数据,收到的数据称为 data2 (数据可能和 data1 就不一样了),收到数据 checksum1
4. 接收方再根据 data2 重新计算校验和(按照相同的算法)，得到 checksum2
5. 对比 checksum1 和 checksum2 是否相同.如果不同, 则认为 data2 和 data1 一定不相同.如果 checksum1 和 checksum2 相同,则认为 data1 和 data2 大概率是相同的(理论上存在不同的    可能性 概率比较低 工程上忽略不计)

校验和怎么计算？

1. CRC算法

把当前要进行校验和的数据的每个字节进行累加，把结果保存到 两个字节的 变量中。（溢出也没关系），如果中间的某个数据，出现传输错误，第二次的校验和就会和第一次的不同。

2. md5算法

md5有一系列的计算公式，在这里只了解特点就行

（1）定长：无论你的原始数据多长，计算的md5都是固定长度

（2）分散：给两个原始数据，内容一样，但是只要一个字节不同，得到的md5差异也会很大

（3）不可逆：给你一个原始数据，计算md5很容易。反之，不容易。

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UDP数据（Data）

UDP数据部分包含应用程序要传输的实际数据。它可以是任何长度，最大长度受到IP层和链路层的限制。

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UDP的注意事项

1. 无连接性：UDP是一种无连接的协议，不提供连接建立和维护机制，也不提供可靠的数据传输。这意味着应用程序需要自行处理丢失、重复和乱序的数据包。

2. 不可靠传输

3. 面向数据包

4. 全双工：通过一个 Socket 既可以 send 也可以receive

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结语

总的来说，UDP是一种简单且快速的协议，适用于某些特定的应用场景，但需要应用程序开发者自己处理一些额外的复杂性，如数据丢失和流控制。在选择UDP或TCP时，需要根据应用的性质和要求来决定。