第三章第二節 無連接運輸：UDP

UDP（用戶數據報協議，User Datagram Protocol），它只是做了運輸層協議能夠做的最少工作，除了多路復用和多路分解及一些差錯檢測外，它幾乎沒有做任何東西。參考前文：計算機網絡2.1

Outline

• UDP的優勢
• UDP報文段格式

Notes

## UDP的優勢

• 應用層能更好發控制要發送的數據和發送時間：當網絡應用進程有數據傳遞給UDP時，UDP馬上就會將此數據打包成UDP報文段，並把它交付給網絡層，從而把數據發送出去。而TCP的擁塞機制會讓視頻會議等功能的體驗變得很差。
• UDP無需握手：在使用UDP時，在發送報文段之前，發送方和接收方的運輸層實體之間沒有進行握手，所謂的握手，就是發送方和接收方通過發送一些特定的報文段來互相確認，從而為發送做準備。無需握手就不會引入建立連接的時延，所以DNS運行在UDP之上而不是TCP之上。
• UDP無連接狀態：TCP需要在端系統中維護連接狀態。此連接狀態包括接收和發送緩存、擁塞控制參數、序號與確認序號等參數。而UDP不維護連接狀態，也不跟蹤這些參數。因此，使用UDP的服務器能支持更多的活動客戶機。
• 分組首部開銷小：由於UDP提供的服務少，只提供多路分解和多路復用和校驗功能，所以其首部字段少，只有8個字節，而TCP的首部有20個字節。

## UDP報文段格式

UDP報文段結構由RFC 768定義，如上圖所示，UDP首部只有4個字段，每個字段由兩個字節組成。

• 源端口號： 本機（客戶端）的應用程序的套接字所對應的端口號，服務器端可利用此端口號向客戶端發送數據。
• 目的端口號： 服務端上的應用進程的套接字所對應的端口號，例如HTTP服務器的80端口。
• 長度：指明了首部和數據部分的UDP報文段的總長度，單位為字節，即首部+數據。
• 檢驗和： 提供了差錯檢測功能，即檢驗和用於確定當UDP報文段從源到達目的時，其中的比特是否發生了改變。

【UDP檢驗和】

• 發送方
  • 將段的內容視為16-bit整數
  • 校驗和計算：計算所有整數的和，進位加在和的後面，將得到的值按位求反，得到校驗和
  • 發送方將校驗和放入校驗和字段
• 接收方
  • 計算所得到段的檢驗和，並將其余檢驗和字段進行比較
  • 如果不相等，則檢驗出錯誤，但若想等也可能有錯誤。

【計算機網絡】3.2 無連接運輸：UDP