UDP是一個簡單的面向數(shù)據(jù)報的運輸層協(xié)議：進程的每個輸出操作都正好產(chǎn)生一個UDP數(shù)據(jù)報，并組裝成一份待發(fā)送的IP數(shù)據(jù)報。這與面向流字符的協(xié)議不同，如TCP，應(yīng)用程序產(chǎn)生的全體數(shù)據(jù)與真正發(fā)送的單個IP數(shù)據(jù)報可能沒有什么聯(lián)系。RFC768是UDP的正式規(guī)范

1、UDP報文封裝

UDP首部報文格式如下

端口號表示發(fā)送進程和接收進程，UDP長度字段指的是UDP首部和UDP數(shù)據(jù)的字節(jié)長度。該字段的最小值為8字節(jié)(發(fā)送一份0字節(jié)的UDP數(shù)據(jù)報是OK的)。這個UDP長度是有冗余的。IP數(shù)據(jù)報長度指的是數(shù)據(jù)報全長，因此UDP數(shù)據(jù)報長度是全長減去IP首部的長度。

特點：不可靠、易分片

UDP不提供可靠性：它把應(yīng)用程序傳給IP層的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，但是并不保證它們能到達目的地。

分片：應(yīng)用程序必須關(guān)心IP數(shù)據(jù)報的長度。如果它超過網(wǎng)絡(luò)的MTU，那么就要對IP數(shù)據(jù)報進行分片。如果需要，源端到目的端之間的每個網(wǎng)絡(luò)都要進行分片，并不只是發(fā)送端主機連接***個網(wǎng)絡(luò)才這樣做。

2、IP分片

物理網(wǎng)絡(luò)層一般要限制每次發(fā)送數(shù)據(jù)幀的***長度。任何時候IP層接收到一份要發(fā)送的IP數(shù)據(jù)報時，它要判斷向本地哪個接口發(fā)送數(shù)據(jù)(選路)，并查詢該接口獲得其MTU。IP把MTU與數(shù)據(jù)報長度進行比較，如果需要則進行分片。分片可以發(fā)生在原始發(fā)送端主機上，也可以發(fā)生在中間路由器上。把一份IP數(shù)據(jù)報分片以后，只有到達目的地才進行重新組裝。

IP首部中部分字段用于報文分片組裝，具體參見tcp/ip協(xié)議學(xué)習(xí)筆記(3)Internet Protocol(IP)

對于發(fā)送端發(fā)送的每份IP數(shù)據(jù)報來說，其標(biāo)識字段都包含一個唯一值。該值在數(shù)據(jù)報分片時被復(fù)制到每個片中。標(biāo)志字段用其中一個比特來表示“更多的片”。除了***一片外，其他每個組成數(shù)據(jù)報的片都要把該比特置1，下面簡單抓一個分片ping包看一下

***片

第二片

在分片時，除***一片外，其他每一片中的數(shù)據(jù)部分(除IP首部外的其余部分)必須是8字節(jié)的整數(shù)倍。

標(biāo)志字段中有一個比特稱作“不分片”位。如果將這一比特置1，IP將不對數(shù)據(jù)報進行分片。相反把數(shù)據(jù)報丟棄并發(fā)送一個ICMP差錯報文給起始端

盡管IP分片過程看起來是透明的，但有一點讓人不想使用它：即使只丟失一片數(shù)據(jù)也要重傳整個數(shù)據(jù)報。為什么會發(fā)生這種情況呢?因為I P層本身沒有超時重傳的機制——由更高層來負責(zé)超時和重傳(T C P有超時和重傳機制，但U D P沒有)

IP數(shù)據(jù)報:是指IP層端到端的傳輸單元(在分片之前和重新組裝之后)

分組是指在IP層和鏈路層之間傳送的數(shù)據(jù)單元。一個分組可以是一個完整的IP數(shù)據(jù)報，也可以是IP數(shù)據(jù)報的一個分片。

3、UDP數(shù)據(jù)報***長度

理論上，IP數(shù)據(jù)報的***長度是65535字節(jié)，這是由IP首部16比特總長度字段所限制的。去除20字節(jié)的IP首部和8個字節(jié)的UDP首部， UDP數(shù)據(jù)報中用戶數(shù)據(jù)的最長長度為65507字節(jié)。但是，大多數(shù)實現(xiàn)所提供的長度比這個***值小。其中兩個限制因素：

***，應(yīng)用程序可能會受到其程序接口的限制。socket API提供了一個可供應(yīng)用程序調(diào)用的函數(shù)，以設(shè)置接收和發(fā)送緩存的長度。對于UDP socket，這個長度與應(yīng)用程序可以讀寫的***U D P數(shù)據(jù)報的長度直接相關(guān)。現(xiàn)在的大部分系統(tǒng)都默認提供了可讀寫大于8192字節(jié)的UDP數(shù)據(jù)報

第二個限制來自于TCP/IP的內(nèi)核實現(xiàn)。可能存在一些實現(xiàn)特性(或差錯)，使IP數(shù)據(jù)報長度小于65535字節(jié)#p#

4、UDP服務(wù)器的設(shè)計與實現(xiàn)

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  *Author     :  wph  
  *Version    :  1.0  
  *Date       :  2014/03/01    
  *Description:  udp server   
  *Others     :   
  *History    :     
**********************************************************************************/   
#include<stdio.h>     
#include<string.h>     
#include<unistd.h>     
#include<sys/types.h>     
#include<sys/socket.h>     
#include<stdlib.h>     
#include<netinet/in.h>     
#include<arpa/inet.h>   
#include<event2/event.h>   
   
#include "errocode.h"   
#include "basetype.h"   
   
#define INVALID_FD      -1   
#define PORT            1234     
#define MAXDATASIZE     512    
   
STATIC INT g_iudpFd = INVALID_FD;   
   
VOID udp_callback(evutil_socket_t fd, short what, void *arg)   
{   
    struct sockaddr_in client;     
    socklen_t addrlen;     
    int num;     
    char buf[MAXDATASIZE];    
       
    memset(buf, 0, MAXDATASIZE);   
    num = recvfrom(fd, buf, MAXDATASIZE, 0, (struct sockaddr*)&client, &addrlen);                                        
    if (num < 0)     
    {     
        perror("recvfrom() error\n");     
        exit(1);     
    }    
       
    printf("You got a message (%s) from client.\nIt's ip is%s, port is %d.\n",    
            buf, inet_ntoa(client.sin_addr), htons(client.sin_port));    
       
    sendto(fd, buf, num, 0, (struct sockaddr *)&client, addrlen);     
}   
   
ULONG udp_init(VOID)   
{   
    int sockfd;     
    struct sockaddr_in server;     
       
    /* The caller has already set up fd1, fd2 somehow, and make them  
       nonblocking. */   
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);   
    if(INVALID_FD == sockfd)      
    {     
        perror("Creatingsocket failed.");     
        exit(1);     
    }    
       
    bzero(&server, sizeof(server));     
    server.sin_family = AF_INET;     
    server.sin_port= htons(PORT);     
    server.sin_addr.s_addr= htonl(INADDR_ANY);     
    if(-1 == bind(sockfd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)))     
    {     
        perror("Bind()error.");     
        exit(1);     
    }   
       
    g_iudpFd = sockfd;   
       
    return EROOR_SUCCESS;   
}   
   
VOID udp_fini(VOID)   
{   
    int sockfd = g_iudpFd;     
   
    if (INVALID_FD != sockfd)   
    {      
        close(sockfd);   
    }   
}   
VOID main_loop(VOID)   
{   
    INT ifd = g_iudpFd;   
        struct event *ev1;   
    struct timeval five_seconds = {5,0};   
    struct event_base *base = event_base_new();   
   
    /* upd 服務(wù)器采用libevet進行處理 */   
    ev1 = event_new(base, ifd, EV_TIMEOUT|EV_READ|EV_PERSIST, udp_callback, NULL);   
   
    event_add(ev1, &five_seconds);   
    event_base_dispatch(base);   
       
    return ;   
}   
INT main()   
{   
    if(EROOR_SUCCESS != udp_init())   
    {   
        return -1;   
    }   
       
    main_loop();   
   
    udp_fini();   
       
    return 0;   
}   

/*********************************************************************************  
  *Copyright(C),2010-2011,  
  *Author     :  wph  
  *Version    :  1.0  
  *Date       :  2014/03/01    
  *Description:  udp client   
  *Others     :   
  *History    :     
**********************************************************************************/   
#include <stdio.h>     
#include <stdlib.h>     
#include <unistd.h>     
#include <string.h>     
#include <sys/types.h>     
#include <sys/socket.h>     
#include <netinet/in.h>     
#include <netdb.h>     
   
#include "errocode.h"   
#include "basetype.h"   
   
#define INVALID_FD      -1   
#define PORT            1234     
#define MAXDATASIZE     512    
    
INT main(INT argc, CHAR *argv[])     
{     
    INT  isockfd = INVALID_FD;   
    UINT uinum = 0;     
    char buf[MAXDATASIZE];   
    socklen_t  addrlen;     
    struct hostent *he;     
    struct sockaddr_in server;   
    struct sockaddr_in peer;     
   
    if (3 != argc)     
    {     
        printf("Usage: %s <IP Address><message>\n", argv[0]);     
        exit(1);     
    }     
   
    if (NULL == (he=gethostbyname(argv[1])))     
    {     
        printf("gethostbyname()error\n");     
        exit(1);     
    }     
   
    if (INVALID_FD == (isockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM,0)))     
    {     
        printf("socket() error\n");     
        exit(1);     
    }     
   
    bzero(&server,sizeof(server));     
    server.sin_family = AF_INET;     
    server.sin_port = htons(PORT);     
    server.sin_addr= *((struct in_addr *)he->h_addr);     
    sendto(isockfd, argv[2],strlen(argv[2]),0,(struct sockaddr *)&server,sizeof(server));     
    addrlen=sizeof(server);     
    while (1)     
    {     
        if((uinum=recvfrom(isockfd, buf, MAXDATASIZE, 0, (struct sockaddr *)&peer, &addrlen))== -1)     
        {     
            printf("recvfrom() error\n");     
            exit(1);     
        }     
        if (addrlen != sizeof(server) || memcmp((const void *)&server, (const void *)&peer, addrlen) != 0)     
        {     
            printf("Receive message from otherserver.\n");     
            continue;     
        }     
   
        buf[uinum]='\0';     
        printf("Server Message:%s\n", buf);     
        break;     
   }     
   
 close(isockfd);     
}     

演示：

[root@localhost server]# ./udpserver &

[1] 1389

[root@localhost server]# ./udpclient 127.0.0.1 "i like you"

You got a message (i like you) from client.

It's ip is127.0.0.1, port is 34340.

Server Message:i like you

[root@localhost server]# netstat -aun

Active Internet connections (servers and established)