UDP協(xié)議,UDP協(xié)議是什么意思

UDP 是User Datagram Protocol的簡(jiǎn)稱， 中文名是用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議，是 OSI 參考模型中一種無(wú)連接的傳輸層協(xié)議，提供面向事務(wù)的簡(jiǎn)單不可靠信息傳送服務(wù)。它是IETF RFC 768是UDP的正式規(guī)范。

(資料圖)

UDP協(xié)議是英文UserDatagramProtocol的縮寫(xiě)，即用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，主要用來(lái)支持那些需要在計(jì)算機(jī)之間傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。包括網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)在內(nèi)的眾多的客戶/服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都需要使用UDP協(xié)議。UDP協(xié)議從問(wèn)世至今已經(jīng)被使用了很多年，雖然其最初的光彩已經(jīng)被一些類似協(xié)議所掩蓋，但是即使是在今天，UDP仍然不失為一項(xiàng)非常實(shí)用和可行的網(wǎng)絡(luò)傳輸層協(xié)議。

與我們所熟知的TCP(傳輸控制協(xié)議)協(xié)議一樣，UDP協(xié)議直接位于IP(網(wǎng)際協(xié)議)協(xié)議的頂層。根據(jù)OSI(開(kāi)放系統(tǒng)互連)參考模型，UDP和TCP都屬于傳輸層協(xié)議。

UDP協(xié)議的主要作用是將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量壓縮成數(shù)據(jù)報(bào)的形式。一個(gè)典型的數(shù)據(jù)報(bào)就是一個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)的傳輸單位。每一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的前8個(gè)字節(jié)用來(lái)包含報(bào)頭信息，剩余字節(jié)則用來(lái)包含具體的傳輸數(shù)據(jù)。

0UDP報(bào)頭

UDP報(bào)頭由4個(gè)域組成，其中每個(gè)域各占用2個(gè)字節(jié)，具體如下：

源端口號(hào)

目標(biāo)端口號(hào)

數(shù)據(jù)報(bào)長(zhǎng)度

校驗(yàn)值

UDP協(xié)議使用端口號(hào)為不同的應(yīng)用保留其各自的數(shù)據(jù)傳輸通道。UDP和TCP協(xié)議正是采用這一機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)同一時(shí)刻內(nèi)多項(xiàng)應(yīng)用同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的支持。數(shù)據(jù)發(fā)送一方(可以是客戶端或服務(wù)器端)將UDP數(shù)據(jù)報(bào)通過(guò)源端口發(fā)送出去，而數(shù)據(jù)接收一方則通過(guò)目標(biāo)端口接收數(shù)據(jù)。有的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用只能使用預(yù)先為其預(yù)留或注冊(cè)的靜態(tài)端口;而另外一些網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用則可以使用未被注冊(cè)的動(dòng)態(tài)端口。因?yàn)閁DP報(bào)頭使用兩個(gè)字節(jié)存放端口號(hào)，所以端口號(hào)的有效范圍是從0到65535。一般來(lái)說(shuō)，大于49151的端口號(hào)都代表動(dòng)態(tài)端口。

數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度是指包括報(bào)頭和數(shù)據(jù)部分在內(nèi)的總的字節(jié)數(shù)。因?yàn)閳?bào)頭的長(zhǎng)度是固定的，所以該域主要被用來(lái)計(jì)算可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)部分(又稱為數(shù)據(jù)負(fù)載)。數(shù)據(jù)報(bào)的最大長(zhǎng)度根據(jù)操作環(huán)境的不同而各異。從理論上說(shuō)，包含報(bào)頭在內(nèi)的數(shù)據(jù)報(bào)的最大長(zhǎng)度為65535字節(jié)。不過(guò)，一些實(shí)際應(yīng)用往往會(huì)限制數(shù)據(jù)報(bào)的大小，有時(shí)會(huì)降低到8192字節(jié)。

UDP協(xié)議使用報(bào)頭中的校驗(yàn)值來(lái)保證數(shù)據(jù)的安全。校驗(yàn)值首先在數(shù)據(jù)發(fā)送方通過(guò)特殊的算法計(jì)算得出，在傳遞到接收方之后，還需要再重新計(jì)算。如果某個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)在傳輸過(guò)程中被第三方篡改或者由于線路噪音等原因受到損壞，發(fā)送和接收方的校驗(yàn)計(jì)算值將不會(huì)相符，由此UDP協(xié)議可以檢測(cè)是否出錯(cuò)。這與TCP協(xié)議是不同的，后者要求必須具有校驗(yàn)值。

UDPvs.TCP

UDP和TCP協(xié)議的主要區(qū)別是兩者在如何實(shí)現(xiàn)信息的可靠傳遞方面不同。TCP協(xié)議中包含了專門的傳遞保證機(jī)制，當(dāng)數(shù)據(jù)接收方收到發(fā)送方傳來(lái)的信息時(shí)，會(huì)自動(dòng)向發(fā)送方發(fā)出確認(rèn)消息;發(fā)送方只有在接收到該確認(rèn)消息之后才繼續(xù)傳送其它信息，否則將一直等待直到收到確認(rèn)信息為止。

與TCP不同，UDP協(xié)議并不提供數(shù)據(jù)傳送的保證機(jī)制。如果在從發(fā)送方到接收方的傳遞過(guò)程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)的丟失，協(xié)議本身并不能做出任何檢測(cè)或提示。因此，通常人們把UDP協(xié)議稱為不可靠的傳輸協(xié)議。

相對(duì)于TCP協(xié)議，UDP協(xié)議的另外一個(gè)不同之處在于如何接收突法性的多個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)。不同于TCP，UDP并不能確保數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收順序。例如，一個(gè)位于客戶端的應(yīng)用程序向服務(wù)器發(fā)出了以下4個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)

D1

D22

D333

D4444

但是UDP有可能按照以下順序?qū)⑺邮盏臄?shù)據(jù)提交到服務(wù)端的應(yīng)用：

D333

D1

D4444

D22

事實(shí)上，UDP協(xié)議的這種亂序性基本上很少出現(xiàn)，通常只會(huì)在網(wǎng)絡(luò)非常擁擠的情況下才有可能發(fā)生。

UDP協(xié)議的應(yīng)用

也許有的讀者會(huì)問(wèn)，既然UDP是一種不可靠的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，那么還有什么使用價(jià)值或必要呢?其實(shí)不然，在有些情況下UDP協(xié)議可能會(huì)變得非常有用。因?yàn)閁DP具有TCP所望塵莫及的速度優(yōu)勢(shì)。雖然TCP協(xié)議中植入了各種安全保障功能，但是在實(shí)際執(zhí)行的過(guò)程中會(huì)占用大量的系統(tǒng)開(kāi)銷，無(wú)疑使速度受到嚴(yán)重的影響。反觀UDP由于排除了信息可靠傳遞機(jī)制，將安全和排序等功能移交給上層應(yīng)用來(lái)完成，極大降低了執(zhí)行時(shí)間，使速度得到了保證。

關(guān)于UDP協(xié)議的最早規(guī)范是RFC768，1980年發(fā)布。盡管時(shí)間已經(jīng)很長(zhǎng)，但是UDP協(xié)議仍然繼續(xù)在主流應(yīng)用中發(fā)揮著作用。包括視頻電話會(huì)議系統(tǒng)在內(nèi)的許多應(yīng)用都證明了UDP協(xié)議的存在價(jià)值。因?yàn)橄鄬?duì)于可靠性來(lái)說(shuō)，這些應(yīng)用更加注重實(shí)際性能，所以為了獲得更好的使用效果(例如，更高的畫(huà)面幀刷新速率)往往可以犧牲一定的可靠性(例如，會(huì)面質(zhì)量)。這就是UDP和TCP兩種協(xié)議的權(quán)衡之處。根據(jù)不同的環(huán)境和特點(diǎn)，兩種傳輸協(xié)議都將在今后的網(wǎng)絡(luò)世界中發(fā)揮更加重要的作用.

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