UDP協(xié)議的含義和功能
UDP協(xié)議在IP協(xié)議的頂層,這個大家應該都清楚。那么網(wǎng)絡的復雜協(xié)議結構,構造了整個網(wǎng)絡的方方面面的功能。那么我們今天主要是介紹一下UDP協(xié)議的基礎內(nèi)容。UDP協(xié)議是英文User Datagram Protocol的縮寫,即用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議,主要用來支持那些需要在計算機之間傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡應用。包括網(wǎng)絡視頻會議系統(tǒng)在內(nèi)的眾多的客戶/服務器模式的網(wǎng)絡應用都需要使用UDP協(xié)議。UDP協(xié)議從問世至今已經(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仍然不失為一項非常實用和可行的網(wǎng)絡傳輸層協(xié)議。
UDP 是一種無連接的數(shù)據(jù)報協(xié)議,UDP 只是簡單地把數(shù)據(jù)發(fā)送到目的主機的端口中,不用通知目的方就可把數(shù)據(jù)傳達過去,也不再是雙方共同維持一個連接。
1. UDP協(xié)議簡介
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)絡數(shù)據(jù)流量壓縮成數(shù)據(jù)報的形式。一個典型的數(shù)據(jù)報就是一個二進制數(shù)據(jù)的傳輸單位。每一個數(shù)據(jù)報的前8個字節(jié)用來包含報頭信息,剩余字節(jié)則用來包含具體的傳輸數(shù)據(jù)。 UDP報頭由4個域組成,其中每個域各占用2個字節(jié),具體包括:源端口號、目標端口號、數(shù)據(jù)報長度、校驗值。
UDP協(xié)議使用端口號為不同的應用保留其各自的數(shù)據(jù)傳輸通道。UDP和TCP協(xié)議正是采用這一機制實現(xiàn)對同一時刻內(nèi)多項應用同時發(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器端)將 UDP數(shù)據(jù)報通過源端口發(fā)送出去,而數(shù)據(jù)接收一方則通過目標端口接收數(shù)據(jù)。有的網(wǎng)絡應用只能使用預先為其預留或注冊的靜態(tài)端口;而另外一些網(wǎng)絡應用則可以使用未被注冊的動態(tài)端口。因為 UDP 報頭使用兩個字節(jié)存放端口號,所以端口號的有效范圍是從0到65535。一般來說,大于49151的端口號都代表動態(tài)端口。 數(shù)據(jù)報的長度是指包括報頭和數(shù)據(jù)部分在內(nèi)的總的字節(jié)數(shù)。因為報頭的長度是固定的,所以該域主要被用來計算可變長度的數(shù)據(jù)部分(又稱為數(shù)據(jù)負載)。數(shù)據(jù)報的***長度根據(jù)操作環(huán)境的不同而各異。從理論
上說,包含報頭在內(nèi)的數(shù)據(jù)報的***長度為65535字節(jié)。不過,一些實際應用往往會限制數(shù)據(jù)報的大小,有時會降低到8192字節(jié)。
UDP協(xié)議使用報頭中的校驗值來保證數(shù)據(jù)的安全。校驗值首先在數(shù)據(jù)發(fā)送方通過特殊的算法計算得出,在傳遞到接收方之后,還需要再重新計算。如果某個數(shù)據(jù)報在傳輸過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)送和接收方的校驗計算值將不會相符,由此UDP協(xié)議可以檢測是否出錯。其實在UDP協(xié)議中校驗功能是可選的,如果將其關閉可以使系統(tǒng)的性能有所提升。這與TCP協(xié)議是不同的,后者要求必須具有校驗值。
2. UDP和TCP協(xié)議的區(qū)別
UDP和TCP協(xié)議的主要區(qū)別是兩者在如何實現(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制,當數(shù)據(jù)接收方收到發(fā)送方傳來的信息時,會自動向發(fā)送方發(fā)出確認消息;發(fā)送方只有在接收到該確認消息之后才繼續(xù)傳送其他信息,否則將一直等待直到收到確認信息為止。
與 TCP 不同,UDP 協(xié)議并不提供數(shù)據(jù)傳送的保證機制。如果在從發(fā)送方到接收方的傳遞過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)報的丟失,協(xié)議本身并不能做出任何檢測或提示,因此,通常人們把UDP協(xié)議稱為不可靠的傳輸協(xié)議。 相對于TCP協(xié)議,UDP協(xié)議的另外一個不同之處在于如何接收突發(fā)性的多個數(shù)據(jù)報。不同于TCP,UDP并不能確保數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收順序。