UDP 协议的那点事儿

最近在回顾计算机网络的知识，之前上课没有认真学，只记得几个高大上的术语，因此趁着此次回顾，把学到的知识用博客的形式记录下来，一来加深本身的印象，二来但愿让你对这些基础知识有一个更深刻的了解。固然，我会尽可能把 UDP 协议讲清楚，讲明白，让你“不枉此行”。

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UDP（ User Datagram Protocol ）协议，翻译过来就是用户数据报协议 ，跟 TCP 协议同样，都是位于 OSI 模型的传输层。不过比起 TCP 协议，UDP 协议就显得简单多了，由于它没有「流量控制」、「拥塞控制」等复杂的处理机制。它甚至没有重传机制，也就是说，若是你的数据包半路走丢了，那就是真找不回来了，因此说 UDP 协议是不可靠的。固然了，这个重传机制是针对传输层而言的，你彻底能够在应用层写一个协议来进行丢包处理，好比说像 TCP 同样，增长 ACK 和序列号机制。

那你可能会疑惑了，为何放着可靠的 TCP 协议不用，而选择 UDP 协议？

UDP 报文段结构

这固然要根据应用的需求来，不过在说这个话题以前，咱们先来详细了解一下 UDP 协议。

说实话，UDP 的报文段结构比 TCP 报文段简洁多了（见下图），毕竟 UDP 协议就没有什么多余的机制。

言归正传，报文段里的「源端口号」和「目的端口号」是为了告诉传输层，我这个报文是从哪儿（哪一个进程）来的，要到哪儿（哪一个进程）去。但要注意一点：一个 UDP 套接字是由一个二元组标识的，这个二元组指的是目的 IP 地址和目的端口号，也就是说，服务器上对应的进程，不在意你是从哪一个客户端来的，我都放进一个套接字处理，处理完了再根据源端口号和源 IP 地址，把应答信息发送给客户端。相较而言，TCP 套接字须要一个四元组来标识：源 IP 地址，源端口号，目的 IP 地址和目的端口号。这一点在讲 TCP 协议的时候还会细讲，因此这里就不赘述了。

PS：你可能会问，这报文段里怎么没有 IP 地址啊？这是由于IP 地址保存在网络层的 IP 协议段里，传输层的报文段里固然就没有了。

无链接

每次提到 TCP 协议，咱们最早想到的就是三次握手和四次挥手，对 UDP 协议来讲，这都是没有的事儿~ 使用 UDP 协议的时候，若是客户端要发送报文段给服务端，不用握手，直接就发出去了，也正由于这样，UDP 协议被称为是无链接的。

很容易想到，不须要握手这一过程的话，就没有由于创建链接而形成的时延，一个字，快！这也是 DNS（域名系统）运行在 UDP 协议之上的很大一部分缘由。

可是 UDP 协议不可靠啊，传输过程当中丢包了怎么办？最简单的作法就是——忽略它！（不然就得像文章开头说的那样，在应用层实现重传机制）就拿 DNS 来讲吧，若是数据包丢失，客户端重发就是了（有超时机制），并且在正常状况下，丢包的几率很低。但若是使用 TCP 协议的话，由于要创建链接，域名查询就会慢不少，除此以外，使用 UDP 协议的网络开销更小——UDP 报文段有 8 个字节的首部开销，而 TCP 协议有 20 字节的开销（看前面的关于报文段的两张图）。 网络开销小，意味着 DNS 服务器能接受更多客户端的请求。

还有一个方面，TCP 协议有拥塞控制机制，它会在网络拥塞时遏制 TCP 发送方，以致于延迟报文段的传送，因此对于一些要求传输延迟小，且可以容忍一些数据丢失的实时程序来讲，UDP 协议多是一个更好的选择。路由选择协议（RIP）、 网络管理协议（SNMP） 也都选择了 UDP 来做为底层的传输协议。

最后，这是一张客户端与服务端利用 UDP 协议通讯的流程图：

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UDP 协议要讲的内容很少，下次要讲的 TCP 协议，就比较烧脑了，作好准备吧！

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