Linux网络编程(三-UDP协议)

目录

一、UDP概述

二、UDP的首部格式

三、UDP缓冲区

四、基于UDP的应用层协议

五、常见问题 


一、UDP概述

UDP(User Datagram Protocol,用户数据协议报)是传输层协议,提供不可靠服务,其特点包括:

  • 无连接:知道对端的IP和端口号就能直接进行传输,不需要建立连接。
  • 不可靠:没有确认应答机制,没有重传机制,如果因为网络故障导致数据无法发送到对方,UDP协议层也不会给应用层返回任何的错误信息。
  • 面向数据报:不能够灵活的控制读写数据的次数和数量,应用层交给UDP多长的报文,UDP原样发送,既不会拆分,也不会合并。如用UDP传输100个字节的数据,如果发送端调用一次sendto,发送100个字节,那么接收端也必须调用对应的recvfrom一次接收100个字节,而不能循环调用10次recvfrom,每次接收10字节。

二、UDP的首部格式

UDP数据报分为首部用户数据部分,整个UDP数据报作为IP数据报的数据部分封装在IP数据报中,UDP数据报文结构如图所示:

UDP首部有8个字节,由4个字段构成,每个字段都是两个字节

  •  源端口号:表示发送端的端口号,字段长16位。该字段是可选项,有时候可能不会设置源端口号。没有源端口号的时候该字段的值设置为0,可用于不需要返回的通信中。
  • 目的端口号:表示接收端的端口号,字段长度16位。
  • UDP长度:UDP的数据报的长度(包括首部和数据)其最小值为8(只有首部)。
  • UDP校验和:检测UDP数据报在传输中是否出错,出错则丢弃。该字段是可选的,当源主机不想计算校验和,则直接令该字段全为0。

三、UDP缓冲区

  • UDP没有真正意义上的发送缓冲区,调用sendto会直接交给内核,由内核将数据传给网络层协议进行后续的传输动作。
  • UDP具有接收缓冲区,但是这个接收缓冲区不能保证收到的UDP报的顺序和发送UDP报的顺序一致,如果缓冲区满了,再到达的UDP数据就会被丢弃。

四、基于UDP的应用层协议

  • NFS:网络文件系统
  • TFTP:简单文件传输协议
  • DHCP:动态主机配置协议
  • BOOTP:启动协议(用于无盘设备启动)
  • DNS:域名解析协议

五、常见问题

1. UDP报文的分离方式

先拿到固定长度的报头(8字节),在从报头中拿到16位UDP长度,使用16位UPD长度减去8字节,就是有效载荷(数据)。

2. UDP报文的交付方式

根据首部中的16位端口号,进行向上交付,因为进程绑定了端口号,所以会交付到进程中。

3. 为什么应用层编写代码,端口号用uint16_t的变量来保存

因为UDP协议的端口号是16位的

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