udp协议总结

为传输层的2个主要协议之一，UDP不提供安全可靠的传输，相应的传输效率就高些。

1．UDP协议的作用

IP协议无法区别同一个主机系统上的多个应用程序。UDP采用端口标识同一主机上的不同应用程序。

无法采取进程ID来标识不同应用程序的原因：

1）系统中应用程序的进程ID分配和销毁是动态的，发送方无法确定该应用程序的进程ID是什么

2）有时可能在一个进程中实现多个功能，进程就需要对数据包进行区分，以判断是用以实现哪个功能的，使用进程ID无法做到这点。

3）有时需要访问主机上的某个标准服务时，无须知道实现该服务的程序是哪个，也就无须知道该进程ID，只需要一个统一标识就可

综上，所以才用进程ID作为同一主机上的应用程序的标识不现实。

采用UDP的端口来标识，首先UDP端口号可以是固定的，发送方只需要发送数据到指定端口即可。对于不同功能可以分配不同的端口，来区分不同功能的数据。对于标准功能，也可以预先分配端口号，实现该功能的程序可以申请该端口号，这样，就可以将数据包发往标准端口来实现此功能。

 

2．UDP数据包的格式

0

16                               31

UDP源端口

UDP目标端口

UDP包长

UDP校验和

数据

 

UDP源端口和目标端口指定了2个16BIT的端口号。源端口号可选，如果指定了，则相应数据包发往该端口，如果没有指定，则设为0。

包长表示了整个UDP数据包的8BIT字数。包含头部和数据部分。最小为8（数据可以为0）

UDP校验和字段用以保证UDP数据包的完整性。该字段可选，没有计算校验和的UDP数据包应该将该字段设为0。（在可靠性很高的网络中，可以不计算校验和来减少主机的计算工作量）

 

UDP报头由4个域组成，其中每个域各占用2个字节，具体如下： 端口号 ，目标端口号 ，数据报长度 ，校验值 

UDP协议使用端口号为不同的应用保留其各自的数据传输通道。UDP和TCP协议正是采用这一机制实现对同一时刻内多项应用同时发送和接收数据的支持。数据发送一方（可以是客户端或服务器端）将UDP数据报通过源端口发送出去，而数据接收一方则通过目标端口接收数据。有的网络应用只能使用预先为其预留或注册的静态端口；而另外一些网络应用则可以使用未被注册的动态端口。因为UDP报头使用两个字节存放端口号，所以端口号的有效范围是从0到65535。一般来说，大于49151的端口号都代表动态端口。        数据报的长度是指包括报头和数据部分在内的总的字节数。因为报头的长度是固定的，所以该域主要被用来计算可变长度的数据部分（又称为数据负载）。数据报的最大长度根据操作环境的不同而各异。从理论上说，包含报头在内的数据报的最大长度为65535字节。不过，一些实际应用往往会限制数据报的大小，有时会降低到8192字节。 

3．UDP校验和

UDP的校验和包含UDP数据包中所有数据和一个伪头部以及将UDP数据包补足16BIT的整数倍的一个全为0的8BIT字。

计算校验和时，UDP协议先构造一个伪头部（该头部在发送时并不存在），然后将UDP数据包的校验和字段设置为0并连接到伪头部后，将UDP数据包长度补足为16BIT的整数倍，然后按IP协议校验和的计算方法对这个新结构计算校验和并填入校验和字段。UDP伪头部和长度补足部分不会进行传输，其长度也不包含在UDP数据包长度字段内。

UDP协议使用报头中的校验值来保证数据的安全。校验值首先在数据发送方通过特殊的算法计算得出，在传递到接收方之后，还需要再重新计算。如果某个数据报在传输过程中被第三方篡改或者由于线路噪音等原因受到损坏，发送和接收方的校验计算值将不会相符，由此UDP协议可以检测是否出错。这与TCP协议是不同的，后者要求必须具有校验值。

 

UDP伪头部格式

0

8

16

31

源IP地址

目的IP地址

0

协议代码（17）

UDP数据包长度

 

其中包含源和目的IP地址，协议代码为UDP协议的代码17。长度字段就是UDP数据包的UDP包长度字段值。

 

UDP伪头部目的是为了让数据包接受者确定发送和接受的UDP数据包是来自正确的源且是发给自己的。由于UDP结构中只包含了源和目的的UDP端口号，而且没有IP地址信息，所以使用伪头部结构来计算校验和以确定数据包的正确性。

 

4．UDP的使用

UDP协议处于IP层和应用层之间，其将应用程序数据封装在自己的头部中，并将自己的整个UDP包作为IP协议的数据部分封装在IP头里。

 

数据传送过程举例：

接收数据的主机A的应用程序要申请一个UDP端口，假设为P，发送方应用程序准备好数据后，将其交给UDP协议，让其将该数据发送给主机A的端口P。UDP协议将应用程序的数据作为UDP数据包的数据部分封装在一个UDP数据包中。将数据包的目标端口字段设置为P。然后将UDP数据包交给IP协议处理，IP协议将UDP数据包作为IP数据包的数据封装在一个IP数据包里，将目的地址设为A，协议字段设置为17，然后交到网络层处理并发送出去。可能经过几次路由，最终到达主机A的IP协议层。主机A的IP协议发现协议字段为17，就将IP数据包的数据区提取出来交给UDP协议处理。UDP根据端口号P，将数据区放置在UDP端口P的队列中，A的应用程序就从该队列中将数据取出，进行处理。

 

应用程序申请UDP端口号可以采用两种方式：

1）  指定需要哪个端口

2）  不用指定端口，由操作系统随机分配一个

http://blog.sina.com.cn/s/blog_6340cd9c0100xl8s.html

DPvs.TCP UDP和TCP协议的主要区别是两者在如何实现信息的可靠传递方面不同。TCP协议中包含了专门的传递保证机制，当数据接收方收到发送方传来的信息时，会自动向发送方发出确认消息；发送方只有在接收到该确认消息之后才继续传送其它信息，否则将一直等待直到收到确认信息为止。 与TCP不同，UDP协议并不提供数据传送的保证机制。如果在从发送方到接收方的传递过程中出现数据报的丢失，协议本身并不能做出任何检测或提示。因此，通常人们把UDP协议称为不可靠的传输协议。 相对于TCP协议，UDP协议的另外一个不同之处在于如何接收突法性的多个数据报。不同于TCP，UDP并不能确保数据的发送和接收顺序。例如，一个位于客户端的应用程序向服务器发出了以下4个数据报 D1 D22 D333 D4444 但是UDP有可能按照以下顺序将所接收的数据提交到服务端的应用： D333 D1 D4444 D22 事实上，UDP协议的这种乱序性基本上很少出现，通常只会在网络非常拥挤的情况下才有可能发生。 

UDP协议的应用 

也许有的读者会问，既然UDP是一种不可靠的网络协议，那么还有什么使用价值或必要呢？其实不然，在有些情况下UDP协议可能会变得非常有用。因为UDP具有TCP所望尘莫及的速度优势。虽然TCP协议中植入了各种安全保障功能，但是在实际执行的过程中会占用大量的系统开销，无疑使速度受到严重的影响。反观UDP由于排除了信息可靠传递机制，将安全和排序等功能移交给上层应用来完成，极大降低了执行时间，使速度得到了保证。 

UDP协议的几个特性
（1） UDP是一个无连接协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当
  UDP
它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端，UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制；在接收端，UDP把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。
（2） 由于传输数据不建立连接，因此也就不需要维护连接状态，包括收发状态等，因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。
（3） UDP信息包的标题很短，只有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小。
（4） 吞吐量不受拥挤控制算法的调节，只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。
（5）UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的链接状态表（这里面有许多参数）。
（6）UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付给IP层。既不拆分，也不合并，而是保留这些报文的边界，因此，应用程序需要选择合适的报文大小。　
　　虽然UDP是一个不可靠的协议，但它是分发信息的一个理想协议。例如，在屏幕上报告股票市场、在屏幕上显示航空信息等等。UDP也用在路由信息协议RIP（Routing Information Protocol）中修改路由表。在这些应用场合下，如果有一个消息丢失，在几秒之后另一个新的消息就会替换它。UDP广泛用在多媒体应用中，例如，Progressive Networks公司开发的RealAudio软件，它是在因特网上把预先录制的或者现场音乐实时传送给客户机的一种软件，该软件使用的RealAudio audio-on-demand protocol协议就是运行在UDP之上的协议，大多数因特网电话软件产品也都运行在UDP之上。