前言

参考王道书。
后续会进一步整理，包括添加笔记内容，标明参考资料。

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一、UDP概述

• 仅在IP数据报服务之上增加了很少功能：
  • 复用分用
  • 差错检测

特点

• 无连接
• 最大努力交付（不保证可靠交付）
• 面向报文
• 无拥塞控制
• 首部开销小

无连接

UDP无须建立连接。因此UDP不会引入建立连接的时延。

无须建立连接，减少开销和发送数据之前的时延。

UDP无连接状态。

TCP需要在端系统中维护连接状态（包括接收和发送缓存、拥塞控制参数和序号与确认号的参数）

而 UDP不维护连接状态，也不跟踪这些参数。因此开销更小。

UDP常用于一次性传输较少数据的网络应用、如DNS、SNMP等，因为对于这些应用，若采用TCP，则将为连接创建、维护和拆除带来不小的开销。

最大努力交付（不保证可靠交付）

UDP提供尽最大努力的交付，即不保证可靠交付

但这并不意味着应用对数据的要求是不可靠的，因此所有维护传输可靠性的工作需要用户在应用层来完成。

应用实体可以根据应用的需求来灵活设计自己的可靠性机制。

无拥塞控制

• 适合实时应用。

UDP无拥塞控制，因此网络中的拥塞不会影响主机的发送效率。
某些实时应用要求以稳定的速度发送，能容忍一些数据的丢失，但不允许有较大的时延，而 UDP正好满足这些应用的需求。

如IP电话、实时视频会议、流媒体等

首部开销小

TCP有20B的首部开销，而UDP仅有8B的开销。

面向报文

面向报文：应用层给UDP多长的报文，UDP就不做处理，照样发送，即一次发一个完整报文。

二、UDP数据报

首部字段

1. 源端口号

• 长度：16位

• 在需要对方回信时选用，不需要时可用全0。

2. 目的端口号

• 长度：16位
• 终点交付报文时必须使用到。

当传输层从IP层收到UDP数据报时，就根据首部中的目的端口，把UDP数据报通过相应的端口上交给应用进程。

若接收方UDP发现收到的报文中的目的端口号不正确（即不存在对应于端口号的应用进程），那么就丢弃该报文，并由ICMP发送"端口不可达"差错报文给发送方。

3. 长度

• 最小值：8（仅有首部）。

UDP数据报的长度（包括首部和数据）

4. 校验和

检测整个UDP数据报是否有错，有错就丢弃

该字段是可选的：

• 当源主机不想计算校验和时，则直接令该字段为全0。

三、UDP校验

伪首部

伪首部只有在计算检验和时才出现，不向下传送也不向上递交。

17：

• 封装UDP报文的IP数据报首部协议字段是17。

UDP长度：

• UDP首部（8B）+ 数据部分长度
• 不包括伪首部

校验

发送端：

1. 填上伪首部
2. 全0填充检验和字段
3. 把伪首部以及udp用户数据报看成16位字符串接起来，若数据部分为奇数，填入全0字段（实际不发送）
4. 伪首部 + 首部 + 数据部分采用二进制反码求和（溢出的部分加到最低位上）
5. 把结果求反码，填入检验和字段
6. 去掉伪首部，发送

接收端：

1. 填上伪首部
2. 伪首部 + 首部 + 数据部分采用二进制反码求和
   结果全为1则无差错，否则丢弃数据报 / 交给应用层附上出差错的警告。

注意：

• 校验时，若UDP数据报部分的长度不是偶数个字节，则填入一个全0字节，但是此字节和伪首部一样，是不发送的。