【传输层】UDP知识详解
一，UDP简介
UDP是传输层协议，和TCP协议处于一个分层中，但是与TCP协议不同，UDP协议并不提供超时重传，出错重传等功能，也就是说其是不可靠的协议。
UDP协议是英文UserDatagramProtocol的缩写，即用户数据报协议，主要用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的C/S模式的网络应用都需要使用UDP协议。UDP协议直接位于IP（网际协议）协议的顶层。
特点：
1）无连接，发送数据之前不需要建立连接。开销和发送之前的时间延迟较短。
2）尽最大努力交付。（可以采取一定策略实现可靠传输）
3）面向报文，UDP对应用程序交付的报文，添加UDP首部后直接交给IP层。不合并，不拆分。
4）没有拥塞控制，网络拥塞不会使源主机发送率降低。
5）UDP支持一对一，一对多，多对一的交互通信
6）UDP首部开销较小，8字节（TCP为20字节、IP为20字节）
二，UDP首部格式
源端口：2字节 = 16bit =0 ~ 65535
目的端口：2字节
长度：2字节 用户数据包的长度（最短为8字节，仅有头部）
检验和：2字节
三，常见问题
1，如果接受方UDP发现收到报文中目的端口不正确（不存在对应端口的应用程序）怎么办？
丢弃该报文，由ICMP发送“端口不可达”差错报文给发送发。
traceroute 工作原理，一种利用ICMP的TTL，另一种利用UDP的端口
四，程序实例
Windows C++ 源码 （开发环境：VS2005 ，Win7）
1）发送端
#include <winsock2.h>
#include <iostream>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
using namespace std;
int main()
{
SOCKET sock; //socket
char szMsg[] = "this is a UDP test package";//被发送的字段
/*typedef unsigned short WORD*/
WORD wVersionRequested;//1.启动SOCKET库，版本为2.0
WSADATA wsaData;//这个结构被用来存储 被WSAStartup函数调用后返回的 Windows Sockets数据
int err;
wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 0 );//创建一个被指定变量连接而成的WORD变量。返回一个WORD变量
err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData );//Winsock服务的初始化
if ( err != 0 )
{
cout<<"Socket2.0初始化失败，Exit!";
}
if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 || HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 0 ) //判断是否是 2.0版本的socket
{
WSACleanup( );
}
//2.创建socket
sock = socket(
AF_INET, //代表TCP/IP协议族: UDP, TCP, etc
SOCK_DGRAM, //SOCK_DGRAM说明是UDP类型，SOCK_STREAM是TCP类型
0 //protocol
);
if (sock == INVALID_SOCKET ) {
cout<<"Socket 创建失败，Exit!";
}
//3.设置发往的地址
sockaddr_in addrto; //发往的地址
memset(&addrto,0,sizeof(addrto));
addrto.sin_family=AF_INET;
//以127开头的ip，并且客户和服务器在同一个局域网，服务方都可以接收(相当于广播)；
//指定服务方ip的可以接收
addrto.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");
addrto.sin_port=htons(7861);//端口号必须和服务器绑定的端口号一致
int nlen=sizeof(addrto);
unsigned int uIndex = 1;
while(true)
{
Sleep(1000);
//从广播地址发送消息
if( sendto(sock,szMsg,strlen(szMsg),0,(sockaddr*)&addrto,nlen)== SOCKET_ERROR )
cout<<WSAGetLastError()<<endl;
else
cout<<uIndex++<<":an UDP package is sended."<<endl;
}
if (!closesocket(sock))
{
WSAGetLastError();
}
if (!WSACleanup())
{
WSAGetLastError();
}
}
2）接收端
#include <winsock2.h>
#include <iostream>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
using namespace std;
void main(void)
{
SOCKET sock;
//1.启动SOCKET库，版本为2.0
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
int err;
wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 0 );
err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );
if ( err != 0 )
{
cout<<"Socket2.0初始化失败，Exit!";
return;
}
if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 || HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 0 )
{
WSACleanup();
return;
}
//2.创建套接字
sock = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if (sock == INVALID_SOCKET )
{
cout<<"Socket 创建失败，Exit!";
return;
}
//3.绑定
sockaddr_in myaddr; //sockaddr_in相当于sockaddr结构
memset(&myaddr,0,sizeof(myaddr));
myaddr.sin_family=AF_INET;
//如果绑定地址不是本机地址或者ADDR_ANY，则recvfrom函数不会正确接收，而是立刻返回
myaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
//端口号必须和客户发往的端口号一致
myaddr.sin_port=htons(7861);
bind(sock,(sockaddr*)&myaddr,sizeof(myaddr));
int fromlength = sizeof(SOCKADDR);
char buf[256]="";
long number=0;
while(1)
{
if(recv(sock,buf,sizeof(buf),0))
{
cout<<number<<":"<<buf<<endl;
number++;
}
memset(buf,0,sizeof(buf));
}
if (!closesocket(sock))
{
WSAGetLastError();
return;
}
if (!WSACleanup())
{
WSAGetLastError();
return;
}
}