【计算机网络】3.2 无连接运输：UDP

第三章第二节 无连接运输：UDP

UDP（用户数据报协议，User Datagram Protocol），它只是做了运输层协议能够做的最少工作，除了多路复用和多路分解及一些差错检测外，它几乎没有做任何东西。参考前文：计算机网络2.1

Outline

• UDP的优势
• UDP报文段格式

Notes

## UDP的优势

• 应用层能更好发控制要发送的数据和发送时间：当网络应用进程有数据传递给UDP时，UDP马上就会将此数据打包成UDP报文段，并把它交付给网络层，从而把数据发送出去。而TCP的拥塞机制会让视频会议等功能的体验变得很差。
• UDP无需握手：在使用UDP时，在发送报文段之前，发送方和接收方的运输层实体之间没有进行握手，所谓的握手，就是发送方和接收方通过发送一些特定的报文段来互相确认，从而为发送做准备。无需握手就不会引入建立连接的时延，所以DNS运行在UDP之上而不是TCP之上。
• UDP无连接状态：TCP需要在端系统中维护连接状态。此连接状态包括接收和发送缓存、拥塞控制参数、序号与确认序号等参数。而UDP不维护连接状态，也不跟踪这些参数。因此，使用UDP的服务器能支持更多的活动客户机。
• 分组首部开销小：由于UDP提供的服务少，只提供多路分解和多路复用和校验功能，所以其首部字段少，只有8个字节，而TCP的首部有20个字节。

## UDP报文段格式

UDP报文段结构由RFC 768定义，如上图所示，UDP首部只有4个字段，每个字段由两个字节组成。

• 源端口号： 本机（客户端）的应用程序的套接字所对应的端口号，服务器端可利用此端口号向客户端发送数据。
• 目的端口号： 服务端上的应用进程的套接字所对应的端口号，例如HTTP服务器的80端口。
• 长度：指明了首部和数据部分的UDP报文段的总长度，单位为字节，即首部+数据。
• 检验和： 提供了差错检测功能，即检验和用于确定当UDP报文段从源到达目的时，其中的比特是否发生了改变。

【UDP检验和】

• 发送方
  • 将段的内容视为16-bit整数
  • 校验和计算：计算所有整数的和，进位加在和的后面，将得到的值按位求反，得到校验和
  • 发送方将校验和放入校验和字段
• 接收方
  • 计算所得到段的检验和，并将其余检验和字段进行比较
  • 如果不相等，则检验出错误，但若想等也可能有错误。