UDP

UDP

概念

用户数据报协议UDP（User Datagram Protocol）：是无连接的、尽最大可能交付，没有拥塞控制，面向报文（对于应用程序传下来的报文不合并也不拆分，只是添加UDP首部），支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。例如：视频传输、实时通信

首部格式

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首部字段只有8个字节，包括源端口、目的端口、长度、检验和

• 源端口：在需要对方回信时使用，不需要时可用全0

• 目的端口：表示接收端端口

• 长度：该字段保存了UDP首部的长度跟数据长度之和。实际最大长度不可能超过65507字节，2^16 - 1（65535）- 8字节UDP报头 - 20字节IP头部

• 校验和：为了提供可靠的UDP首部和数据。检测UDP用户数据报在传输中是否有错，有错就丢弃

校验和作用

UDP校验和只负责检验此数据是否有错，并不纠错，如果错了，就丢弃。

UDP传输协议的不可靠含义是：即使该数据报丢失，发送方也不知道。但是，对于每个数据报，还是要求尽可能提高传输可靠性。检验和就是为了尽可能提高本数据的可靠性手段

伪首部

在计算检验和时，要在 UDP 用户数据报之前增加 12 个字节的伪首部。

伪首部共12个字节，包括：源IP地址、目的IP地址、UDP数据长度、协议类型和填补一个字节的0x0

所谓“伪首部”是因为这种伪首部并不是 UDP 用户数据报真正的首部。只是在计算检验和时，临时添加在 UDP 用户数据报前面，得到一个临时的 UDP 用户数据报。检验和就是按照这个临时用户数据报来计算的。伪首部既不向下传也不向上递交，而仅仅是为了计算检验和

校验和的计算

如果不使用校验和，该字段应被填充为0。这种情况下，由于不进行校验和计算，协议处理的开销就会降低，从而可以提高数据转发的速度（但数据受到攻击或出错时，无法检测出来）

在计算校验和时，为了能够计算校验和，需要在UDP数据包前添加一个“伪首部”（ 如上图）。伪首部包括了IPv4头部中的一些信息，但它并不是发送IP数据包时使用的IP数据包的头部，而只是一个用来计算校验和而已。接收主机在收到UDP报文以后，从IP首部获悉IP地址信息构造UDP伪首部，再进行校验和计算

简单来说，计算校验和时需要用到：伪首部、UDP首部、UDP数据

UDP校验和的计算过程：

• 把伪首部添加到UDP中

• 将校验和字段置0

• 把所有比特位按16-bit（2字节）一组进行划分

• 将划分后的组进行相加，当求和遇到溢出的时候，进行回卷（16位数加法运算时，如果进位到17位，则将17位和后16位进行加法运算）

• 最后得到一个16位的数，该数取反即位校验和

注意

• UDP首部中校验和的计算方法有些特殊。在计算校验和时，要在UDP用户数据报之前增加12个字节的伪首部

• 伪首部既不向下传送也不向上递交，而仅仅是为了计算校验和

• 与IP数据报的校验和只校验IP数据报的首部不同，UDP的校验和是把首部和数据部分一起都校验

遗留问题

• 伪首部为什么包含这几个部分，特别是UDP长度

• 伪首部中为什么需要填补一位的0x0