TCP/IP协议学习记录之十二:UDP--用户数据报协议

      UDP是一个简单的面向数据报的运输层协议:进程的每个输出操作都正好产生一个UDP数据报,并组装成一份待发送的IP数据报;

  

    UDP不提供可靠性,不能保证能把数据报发送到目的地 ;

UDP首部:

  UDP检验和:

    UDP检验和覆盖UDP首部和UDP数据(IP检验和只覆盖IP首部),TCP的检验和也覆盖首部和数据,其中UDP的检验和是可选的,但是TCP是必须的;

  如果接收端没有基三检验和而接收端检测到检验和有差错,那么UDP数据报就要被偷偷丢弃而不产生任何差错报文;

 UDP检验和是一个端到端的检验和,由发送端计算,由接收端验证,目的是为了发现UDP首部和数据在发送端和接收端之间发生任何改动;

注意:TCP发生检验和差错的比例与UDP相比要 高得多,很可能是因为TCP通常是远程连接,而UDP是本地通信;

IP分片

       IP把接口的MTU与数据报长度进行比较,如果需要则进行分片,分片可以发生在原始端主机上,也可以发生在中间路由器上;

   把一份数据报分片以后,只有达到目的地才进行重装(有些网络协议要求在下一站就重装),重装由目的端的IP层来完成,目的是为了使分片和重装对运输层是透明的。

  如果数据报需要分片,但是在IP首部设置了部分片比特,则IP将不对数据报进行分片,相反把数据报丢弃并且发送一个ICMP差错报文;

     当数据报被分片后,每一片都是一个分组,具有自己的IP首部,并在选择路由时与其他分组独立,所以到达目的端时数据报可能会失序,但是IP首部有足够的信息能正确组装数据报;

      IP本身没有超时重传机制(TCP有超时重传机制,但UDP没有)。当来自TCP报文段的某一片丢失后,TCP在超时后会重发整个TCP报文段,该报文段对应一份数据报,没办法只重传数据报中的一个数据报片;

    IP数据报指的是IP层端到端的传输单元,分组是指在IP层和链路层之间传送的数据单元,一个分组可以是一个完整的IP数据报,也可以是IP数据报的一个分片;

     使用UDP很容易导致分片;

ICMP不可达差错(需要分片) 

  发送ICMP不可达差错的另一种情况是,当路由器收到一份需要分片的数据报,而在IP首部又设置了不分片的比特标记,如果某个程序需要路径MTU发现机制,就可以使用这个差错;

最大UDP数据报长度

     I P数据报的最大长度是 6 5 5 3 5字节,这是由I P首部 1 6比特总长度字段所限制的。去除 2 0字节的 I P首部和 8个字节的 U D P首部, U D P数据报中用户数据的最长长度为6 5 5 0 7字节。但是,大多数实现所提供的长度比这个最大值小。

ICMP源站抑制差错

    当一个系统接收数据报的速度比其处理速度快时,可能会产生这个差错;使用UDP时很可能产生这样的差错;

UDP服务器的设计

  客户IP地址及端口号:

   来自客户的是UDP数据报,IP首部包含源端和目的端IP地址,UDP首部包含了源端和目的端的UDP端口号。

 目的IP地址:

   应用程序需要知道数据报是发给谁的,即目的IP地址

UDP输入队列

      大多数UDP服务器是交互服务器,意味着单个服务器进程对单个UDP端口上的所有客户请求进行处理,来自不同客户的差不多同时到达的请求将由UDP自动排队,接受到的UDP数据报将以其接受顺序交给应用程序;

限制本地IP地址

    进入的UDP数据报如果其目的地为服务器端口,那么在任何本地接口均可接受到它;

限制远端IP地址

    端点将只能接受特定IP地址和端口号的数据报;

每个端口有多个接受者

    大多数的系统在某一时刻只允许一个程序端点与某个本地IP地址及UDP端口号相关联,当目的地址为该IP地址及端口号的的UDP数据报到达主机时,就复制一份传给该端点;

    当UDP数据报达到的目的IP地址为广播地址或多播地址,而且在目的IP地址和端口号处有多个端点时,就向每个端点传送一份数据报的复制,但是如果UDP数据报到达的是一个单播地址,那么只向其中一个端点传送一份数据报的复制;

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