UDP -- 用户数据报协议

UDP： User Datagram Protocol。 是 OSI 七层模型中的传输层的协议。 也是面向数据报的传输层协议。

UDP 的特点

UDP 不提供复杂的控制机制，利用 IP 提供面向无连接的通信服务。 并且它是将应用程序传递的数据在接收到的那一刻，立即按照原样发送到网络上的一种机制。

应用程序传递数据 ——> UDP 按照原样立即发送。

• 不提供 数据包 的分组 和组装 （如果一次发送的数据过大怎么办？）
• 传输过程中数据包出现丢包，也不会负责重发。
• 接受法的数据包乱序到达的时候，也不提供排序功能。
• 在出现网络拥堵的时候，无法进行流量控制来避免网络阻塞。

如果要实现这些细节控制，那么就应该 交由采用 UDP 的上层应用程序去处理。

UDP： 类似于用户（程序员？）说什么就做什么的机制。 （程序员让它发送什么就发送什么）。 反之， TCP 拥有各种各样的控制机制，所以它在发送数据的时候 未必 会按照程序员的编程思路来发送。（比如说，程序员想要发送一个数据包，但是可能TCP会对其进行分组，虽然这些对程序员是透明的）

由于 UDP 面向无连接的，所以 它可以随时发送数据。（不必知道对方是否存在）。 再加上UDP本身的处理既简单又高效，因此经常用于以下几个方面：

1. 包总量较少的通信： DNS（域名系统）、SNMP(简单网络管理协议)、DHCP（动态主机配置）、RIP（路由信息协议）
2. 视频音频等多媒体通信（即时通信领域）：多媒体游戏，IP电话（VoIP）
3. 限定于 LAN 等特定网络中的应用通信。
4. 广播通信 （广播，多播）

百度百科上的一段有关 UDP 的描述非常好：摘下来

（1）： UDP是一个面向无连接的协议，传输数据之前 客户端 和服务器 不必建立连接，当它想要传送数据的时候就 简单的抓取来自应用程序的数据，并尽可能快的把它扔到网上。

在发送端： UDP 传送数据的速度仅仅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（数据报） 放在队列中，应用程序每次从队列中读取一个消息段。

（2）： 由于 传输数据不需要建立连接，因此也就不需要维护连接状态，包括收发状态等，因此一台服务器可以同时向多个客户机传输相同的消息（用于广播和多播）

（3）： UDP的首部很短：8个字节（源地址，目的地址、包长度，校验和）。相对于 TCP的20个字节的首部来说，额外的开销比较少。

（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度，传输带宽，源端和终端主机的性能限制。

（5）： UDP使用尽最大努力交付，既不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的连接状态表。

（6）：UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部之后就向下交付给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不是一个可靠的消息，但是却是分发信息的一个理想的协议。例如在屏幕上报告股票市场、在屏幕上显示航空信息等。 UDP 也用在 路由信息协议 （RIP）中修改路由表。 在这些应用场合之下，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 广泛应用在多媒体应用中（效率高）。 大多数Internet上的电话软件产品也都运行在UDP之上。

TCP 和 UDP 的对比

UDP 和 TCP 协议的主要区别在于： 二者在如何实现消息的可靠传递方面的不同。

TCP 协议中 包含了专门的传递保证机制，当数据接收方，收到发送方发送过来的信息的时候，会自动向发送方发出确认消息（这个是关键点）。 发送方只有在接收到 该确认消息之后，才继续传递其他的信息，否则将一直等待，知道收到确认消息为止。

和 TCP 不同， UDP协议不提供数据的保证机制。 如果在消息传递过程中出现数据的丢失，协议本身并不能做出任何的检测或者提示。 因此， 通常人们把 UDP 协议称为是不可靠的传输协议。

另外，UDP 在接受多个数据报的时候，并不能保证数据的发送和接受顺序。

例如： 当一个位于客户端的应用程序 向服务器发送4个数据报的时候：

D1

D22

D333

D4444

UDP 有可能按照以下顺序将所接收到的数据提交到 服务端的应用：

D333

D1

D4444

D22

但是，事实上， UDP协议的这种乱序性质基本上很少出现，通常之后在网络非常拥挤的情况下才有可能发生。

UDP 数据报的格式

格式只有 4 * 2 = 8 个字节，简直简单到了极致。

-------------------------------------------------
|   源端端口号            |       目的端端口号      |
-------------------------------------------------
|   Length              |       CheckSum        |
-------------------------------------------------

可以看到 UDP的格式很简单。没啥好讲的。。。。

有关UDP一些问题

这些都是我在看书的过程中的思考，特地记载下来一一解决：

1. UDP是面向无连接的， TCP 是面向连接的，IP 是无连接的协议，那么到底什么是连接呢？

1. UDP 的报文大小很有关系，是由应用程序来设定的。 UDP协议不会对数据包进行分组 和 合并的操作。 现在问题来了，数据包的大小应该设定为多少合适呢（MTU）？ 如果设置的比较大，超过了MTU（因为路径上最小的MTU，不会很容易的得知），IP会进行切片吗？ IP切片之后会发生什么现象 ？ 如果IP不切片会发生什么现象？ UDP报文的大小应该如何设置呢？
2. 虽然说 UDP 可以随时发送数据，不必知道对方是否存在，但是如果对方不存在又如何接受数据呢？ 所以说服务器还是必须先运行。
3. 如何模拟出 使用 UDP 协议，数据包出现乱序的现象呢？

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