运输层2——用户数据报协议UDP

写在前面：本文章是针对《计算机网络第七版》的学习笔记

运输层1——运输层协议概述

运输层2——用户数据报协议UDP

运输层3——传输控制协议TCP概述

运输层4——TCP可靠运输的工作原理

运输层5——TCP报文段的首部格式

运输层6——TCP可靠传输的实现

运输层7——TCP的流量控制和拥塞控制

运输层8——TCP运输连接管理

1. UDP概述

用户数据报协议只在IP数据报服务之上增加了很少一点的功能：复用，分用以及差错检测的功能。UDP的主要特点：

• UDP是无连接的：即发送数据前不需要建立连接，减少了开销和发送数据的时延。

• UDP使用尽最大努力交付：不保证可靠，因此主机无需维持复杂的连接状态。

• UDP是面向报文的：发送方的UDP对应用程序交下来的报文添加首部后直接交付给IP层。UDP对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。

• UDP没有拥塞控制：因此网络出现拥塞不会影响主机的发送速率，也就是允许丢失数据，但要保证时延。

• UDP支持一对一，一对多，多对一，多对多的通信。

• UDP首部开销小：只有8个字节。

2. UDP首部格式

UDP用户数据报分为 = 首部字段 （8个字节，4个字段，每个字段2个字节）+ 数字字段。

首部字段：

• 源端口： 源端口号。在需要对方回信的时候选用，不需要填0。

• 目的端口： 目的端口号。必填。

• 长度： UDP用户数据报的长度。最小为8。

• 检验和：检测UDP用户数据报传输过程中是否有错。有错就丢弃。

3. UDP首部检验和计算方法

在计算检验和时，需要在用户数据报之前加12字节的伪首部。

所谓伪首部，是指他并不是UDP用户数据报的真正首部，只是在计算检验和的时候，临时加上的，检验和就是按照这个临时的用户数据报计算的。既不下传也不向上提交。伪首部的格式如上图。

UDP计算检验和与IP数据报类似，只是UDP的首部校验和把首部和数据一起都检验了。步骤如下：

1. 在发送方，首先先把全零放到检验和字段；

2. 再把伪首部和UDP用户数据报看成是由许多16位的字串连接起来的；

3. 然后按二进制反码计算出这些16位字的和，并将此和的反码写入检验和字段后，就发送这样的用户数据报。

4. 在接收方，把收到的UDP用户数据报连同伪首部（以及可能的填充全零字节）一起，按二进制反码求这些16位字的和。

5. 若无差错时其结果应全为1；否则就是有差错出现，可以选择丢失，可以上传（但是要附上错误信息）。