UDP协议与IP协议浅析

TCP/IP协议栈主要分为四层:应用层、传输层、网络层、数据链路层,每层都有相应的协议，如下图

所谓的协议就是双方进行数据传输的一种格式。整个网络中使用的协议有很多,所幸的是每一种协议都有RFC文档。在这里只对IP、UDP协议头做一个分析。
首先来看看在网络中，一帧以太网数据包的格式：

UDP协议

• UDP协议也是传输层协议，它是无连接，不保证可靠的传输层协议。在传输过程中没有流量控制和确认机制，数据报可能会丢失，延迟，乱序到达信宿。
• UDP只是提供了利用校验和检查数据完整性的简单差错控制。
• UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。
• 它的协议头比较简单，只有8字节，比TCP的20字节首部开销要小很多。

UDP报文格式

Length占用2个字节，标识UDP头和数据的长度和。
Checksum : 校验和,包含UDP头和数据部分。

IP协议

IP报文格式

IP地址分类

IP地址由32位二进制数组成，地址空间是0—-2^32-1
点分十进制表示法：192.168.1.1
IP地址分为两部分： 网络地址和主机地址

IP 地址分类（A、B、C、D、E类)

如上图首字节整数：A类–0开始，B类–27=128 开始，C类–27+ 26=192 开始，D类–27+ 26+ 25 =224开始，E类–27+ 26+ 25 + 24=240开始，示例如下

有特殊用途的IP地址：

• 直接广播地址：在A,B,C类地址中，如果主机地址全为“1”，则该地址为直接广播地址，即可以同时向指定网络的所有主机发送数据报.
• 受限广播地址：如果IP地址的32位全部为“1”，表示当前网络的一个广播地址，可以实现对本网络广播通信。
• 本网络本主机地址：IP地址的32位全部为“0“，表示当前网络的本主机地址。
• 本网络上特定主机地址：网络地址全为“0”的ip地址。
• 环回地址：IP地址中，首字节数值为“127”的地址，发送到这个地址的数据报不输出到线路上，直接返回。

子网与掩码：

两级结构 网络地址，主机地址
三级结构 网络地址，子网地址，主机地址（原主机地址分隔开来）

子网掩码是一个32位的地址掩码，对应于网络地址和子网地址位设置为“1”，对应于主机地址的设置为“0”。

超网：

超网的功能是将多个连续的C类的网络地址聚合起来形成一个大型网络，因此超网是借用一部分网络地址位作为主机位，从而达到减小因特网路由表的目的。

无类别域间路由（classless interdomain routing, CIDR）

• 在CIDR中，去掉了A,B,C类地址的概念，采用了无类地址的概念，每个地址仅仅包含网络地址和主机地址两部分
• 无类地址也是用掩码来划分网络地址和主机地址的分界点。
• 无类地址常采用斜线表示法，将地址的掩码一起表示出来，格式是： W.X.Y.Z/n
• 斜线前面是IP地址，斜线后面是IP地址的网络地址部分的长度。即掩码中连续“1”的长度。
  eg: 195.160.0.1/24 对应的掩码是 255.255.255.0