UDP簡介2知識目標UDP簡介、協(xié)議簡介UDP的報文格式UDP協(xié)議對比UDP的主要特點、應用01能力目標了解何為UDP，UDP協(xié)議了解UDP的報文格式掌握UDP協(xié)議對比了解UDP的主要特點、應用02學習目標3目錄01UDP簡介、協(xié)議簡介02UDP的報文格式03UDP協(xié)議對比04UDP的主要特點、應用簡介4Internet協(xié)議集支持一個無連接的傳輸協(xié)議，該協(xié)議稱為用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP，UserDatagramProtocol）。UDP為應用程序提供了一種無需建立連接就可以發(fā)送封裝的IP數(shù)據(jù)報的方法。RFC768

描述了UDP。Internet的傳輸層有兩個主要協(xié)議，互為補充。無連接的是UDP，它除了給應用程序發(fā)送數(shù)據(jù)包功能并允許它們在所需的層次上架構自己的協(xié)議之外，幾乎沒有做什么特別的的事情。面向連接的是

TCP，該協(xié)議幾乎做了所有的事情。協(xié)議簡介5UDP是UserDatagramProtocol的簡稱，中文名是用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，是OSI（OpenSystemInterconnection，開放式系統(tǒng)互聯(lián)）參考模型中一種無連接的傳輸層協(xié)議，提供面向事務的簡單不可靠信息傳送服務，IETFRFC768

是UDP的正式規(guī)范。UDP在IP報文的協(xié)議號是17。協(xié)議簡介6UDP協(xié)議與TCP協(xié)議一樣用于處理數(shù)據(jù)包，在OSI模型中，兩者都位于傳輸層，處于IP協(xié)議的上一層。UDP有不提供數(shù)據(jù)包分組、組裝和不能對數(shù)據(jù)包進行排序的缺點，也就是說，當報文發(fā)送之后，是無法得知其是否安全完整到達的。UDP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，但即使在今天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。協(xié)議簡介7許多應用只支持UDP，如：多媒體數(shù)據(jù)流，不產(chǎn)生任何額外的數(shù)據(jù)，即使知道有破壞的包也不進行重發(fā)。當強調(diào)傳輸性能而不是傳輸?shù)耐暾詴r，如：音頻和多媒體應用，UDP是最好的選擇。在數(shù)據(jù)傳輸時間很短，以至于此前的連接過程成為整個流量主體的情況下，UDP也是一個好的選擇。8協(xié)議簡介內(nèi)容UDP是OSI參考模型中一種無連接的傳輸層協(xié)議，它主要用于不要求分組順序到達的傳輸中，分組傳輸順序的檢查與排序由應用層完成

，提供面向事務的簡單不可靠信息傳送服務。UDP協(xié)議基本上是IP協(xié)議與上層協(xié)議的接口。UDP協(xié)議適用端口分別運行在同一臺設備上的多個應用程序。9協(xié)議簡介UDP提供了無連接通信，且不對傳送數(shù)據(jù)包進行可靠性保證，適合于一次傳輸少量數(shù)據(jù)，UDP傳輸?shù)目煽啃杂蓱脤迂撠?。常用的UDP端口號有：53（DNS）、69（TFTP）、161（SNMP），使用UDP協(xié)議包括：TFTP、SNMP、NFS、DNS、BOOTP。UDP報文沒有可靠性保證、順序保證和流量控制字段等，可靠性較差。但是正因為UDP協(xié)議的控制選項較少，在數(shù)據(jù)傳輸過程中延遲小、數(shù)據(jù)傳輸效率高，適合對可靠性要求不高的應用程序，或者可以保障可靠性的應用程序，如DNS、TFTP、SNMP等。10協(xié)議簡介功能為了在給定的主機上能識別多個目的地址，同時允許多個應用程序在同一臺主機上工作并能獨立地進行數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收，設計用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP。

UDP使用底層的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議來傳送報文，同IP一樣提供不可靠的無連接數(shù)據(jù)包傳輸服務。它不提供報文到達確認、排序、及流量控制等功能。UDPHelper可以實現(xiàn)對指定UDP端口廣播報文的中繼轉(zhuǎn)發(fā)，即將指定UDP端口的廣播報文轉(zhuǎn)換為單播報文發(fā)送給指定的服務器，起到中繼的作用。11報文格式在TCP/IP協(xié)議層次模型中，UDP位于IP層之上。應用程序訪問UDP層然后使用IP層傳送數(shù)據(jù)報。IP數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)部分即為UDP數(shù)據(jù)報。IP層的報頭指明了源主機和目的主機地址，而UDP層的報頭指明了主機上的源端口和目的端口。UDP傳輸?shù)亩危╯egment）有8個字節(jié)的報頭和有效載荷字段構成。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。以下將對UDP數(shù)據(jù)報格式進行簡要介紹，具體內(nèi)容請參照RFC76812報文格式端口號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)包通過源端口發(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。UDP端口號指定有兩種方式：由管理機構指定端口和動態(tài)綁定的方式。13報文格式長度數(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)報的最大長度根據(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)報的最大長度為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)。14報文格式校驗值

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。這與TCP協(xié)議是不同的，后者要求必須具有校驗值。許多鏈路層協(xié)議都提供錯誤檢查，包括流行的以太網(wǎng)協(xié)議，也許你想知道為什么UDP也要提供檢查和校驗。其原因是鏈路層以下的協(xié)議在源端和終端之間的某些通道可能不提供錯誤檢測。雖然UDP提供有錯誤檢測，但檢測到錯誤時，UDP不做錯誤校正，只是簡單地把損壞的消息段扔掉，或者給應用程序提供警告信息。15主要特點UDP是一個無連接協(xié)議，傳輸數(shù)據(jù)之前源端和終端不建立連接，當它想傳送時就簡單地去抓取來自應用程序的數(shù)據(jù)，并盡可能快地把它扔到網(wǎng)絡上。在發(fā)送端，UDP傳送數(shù)據(jù)的速度僅僅是受應用程序生成數(shù)據(jù)的速度、計算機的能力和傳輸帶寬的限制；在接收端，UDP把每個消息段放在隊列中，應用程序每次從隊列中讀一個消息段。由于傳輸數(shù)據(jù)不建立連接，因此也就不需要維護連接狀態(tài)，包括收發(fā)狀態(tài)等，因此一臺服務機可同時向多個客戶機傳輸相同的消息。UDP信息包的標題很短，只有8個字節(jié)，相對于TCP的20個字節(jié)信息包而言UDP的額外開銷很小。

吞吐量不受擁擠控制算法的調(diào)節(jié)，只受應用軟件生成數(shù)據(jù)的速率、傳輸帶寬、源端和終端主機性能的限制。16報文格式UDP是面向報文的。發(fā)送方的UDP對應用程序交下來的報文，在添加首部后就向下交付給IP層。既不拆分，也不合并，而是保留這些報文的邊界，因此，應用程序需要選擇合適的報文大小。雖然UDP是一個不可靠的協(xié)議，但它是分發(fā)信息的一個理想?yún)f(xié)議。例如，在屏幕上報告股票市場、顯示航空信息等等。UDP也用在路由信息協(xié)議RIP（RoutingInformationProtocol）中修改路由表。在這些應用場合下，如果有一個消息丟失，在幾秒之后另一個新的消息就會替換它。UDP廣泛用在多媒體應用中。17主要應用適用場合在選擇UDP作為傳輸協(xié)議時必須要謹慎。在網(wǎng)絡質(zhì)量令人十分不滿意的環(huán)境下，UDP協(xié)議數(shù)據(jù)包丟失會比較嚴重。但是由于UDP的特性：它不屬于連接型協(xié)議，因而具有資源消耗小，處理速度快的優(yōu)點，所以通常音頻、視頻和普通數(shù)據(jù)在傳送時使用UDP較多，因為它們即使偶爾丟失一兩個數(shù)據(jù)包，也不會對接收結果產(chǎn)生太大影響。比如我們聊天用的ICQ和QQ就是使用的UDP協(xié)議。18主要應用實際應用在現(xiàn)場測控領域，面向的是分布化的控制器、監(jiān)測器等，其應用場合環(huán)境比較惡劣，這樣就對待傳輸數(shù)據(jù)提出了不同的要求，如實時、抗干擾性、安全性等?；诖耍F(xiàn)場通信中，若某一應用要將一組數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡中的另一個節(jié)點，可由UDP進程將數(shù)據(jù)加上報頭后傳送給IP進程，UDP協(xié)議省去了建立連接和拆除連接的過程!取消了重發(fā)檢驗機制，能夠達到較高的通信速率。19協(xié)議對比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)傳送其它信息，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)包的丟失，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。20協(xié)議對比TCP是面向連接的傳輸控制協(xié)議，而UDP提供了無連接的數(shù)據(jù)報服務；TCP具有高可靠性，確保傳輸數(shù)據(jù)的正確性，不出現(xiàn)丟失或亂序；U