计网-UDP

UDP

什么是UDP？

UDP：User Datagram Protocal 用户数据报。

• UDP是无连接的
  通信前不需要建立连接，通信结束也无需释放连接。

• UDP是不可靠的
  它是尽最大努力交付，不能确保每一个数据报都送达。

• UDP没有拥塞控制
  UDP始终以恒定的速率发送数据，并不会根据网络拥塞情况对发送速率作调整。这种方式有利有弊。
  弊端：网络拥塞时有些报文可能会丢失，因此UDP不可靠。
  优点：有些使用场景允许报文丢失，如：直播、语音通话，但对实时性要求很高，此时UDP还是很有用武之地的。

• UDP支持一对一、一对多、多对多、多对一通信（单播、多播、广播）
  而TCP只支持一对一通信。

• UDP首部开销小，只有8字节。
  而TCP头部至少由20字节，相比于TCP要高效很多。

UDP的报文结构

UDP首部只有4个字段，每个字段占用两个字节。

• 报文长度
  表示 UDP 数据报长度，包含 UDP 报文头和数据长度。因为 UDP 报文头长度是 8 个字节，所以这个值最小为 8，最大长度为 65535 字节。
• 校验和：
  校验和字段用来校验报文段在传输的过程中是否出现了差错

UDP伪首部

什么是伪首部？
在 TCP或 UDP 的数据报中，在数据报首部前面增加源 IP 地址、目的 IP 地址、IP 分组的协议字段、TCP 或 UDP 数据报的总长度等共12字节，所构成的扩展首部结构就是伪首部。

为什么要有伪首部？
此伪首部是一个临时的结构，它既不向上也不向下传递，仅仅只是为了保证可以校验数据报的正确性
具体怎么校验过程：
将UDP伪首部、首部、数据每16位一组进行二进制反码求和，再将求和结果求反码，填入校验和字段

udp怎么实现可靠传输?

参考
怎么实现可靠传输？

传输层无法保证数据的可靠传输，但是可以通过应用层来实现。实现的方式可以参照tcp可靠性传输的方式，只是实现不在传输层，而是转移到了应用层。

最简单的方式是在应用层模仿传输层TCP的可靠性传输。

可靠UDP的简单设计如下：
1、添加seq/ack机制，确保数据发送到对端
2、添加发送和接收缓冲区
3、添加超时重传机制。
发送端发送数据时，生成一个随机seq=x，然后每一片按照数据大小分配seq。数据到达接收端后接收端放入缓存，并发送一个ack=x的包，表示对方已经收到了数据。发送端收到了ack包后，删除缓冲区对应的数据。时间到后，定时任务检查是否需要重传数据。