UDP协议原理

传输层协议之一

概念

基础：

• UDP 是一种无连接的、面向数据报的协议，属于传输层协议。

• 它在网络上发送数据包（即数据报），每个数据包都独立处理，没有建立连接的过程。

  • 因为udp的报头中就直接包含了报文的长度，而tcp的报头中则没有包含，因为它是面向数据流的。

• UDP提供了一种快速且简单的方式来发送数据，但它不保证数据包的顺序、可靠性或数据包的完整性。

• 16位UDP长度，说明其容量最大为2^16bit，即64kb。

• 报头就被存储在一个自定义结构体中。

  • 源端口号：发送方的端口号。

  • 目标端口号：接收方的端口号。

  • 长度：整个 UDP 报文的长度（包括报头和数据）。

  • 校验和：用于检验数据的完整性。

sk_buff（Socket Buffer）

• Linux 内核中的一个数据结构，用于管理和存储网络数据包的缓冲区。例如暂存接收到的UDP报文。

解释：

• 无连接: 知道对端的IP和端口号就直接进行传输, 不需要建立连接。

• 不可靠: 没有确认机制, 没有重传机制。如果因为网络故障该段无法发到对方, UDP协议层也不会给应用层返回任何错误信息。

  • • 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。

• 面向数据报: 不能够灵活的控制读写数据的次数和数量。

  • 每个数据报都是一个独立的消息。

  • 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。

  • 在应用程序调用 sendto() 或 sendmsg() 等函数时，数据首先会被复制到操作系统的 UDP 发送缓冲区中，等待被传送到网络上。UDP的缓冲区仅仅是暂存数据。如果缓冲区已满，那数据可能会被丢弃。

• UDP的socket既能读, 也能写, 这个概念叫做全双工。