UDP协议是什么意思 UDP协议分析【介绍】

UDP协议,UDP协议是什么意思

UDP 是User Datagram Protocol的简称， 中文名是用户数据包协议，是 OSI 参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。它是IETF RFC 768是UDP的正式规范。

UDP协议是英文UserDatagramProtocol的缩写，即用户数据报协议，主要用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。UDP协议从问世至今已经被使用了很多年，虽然其最初的光彩已经被一些类似协议所掩盖，但是即使是在今天，UDP仍然不失为一项非常实用和可行的网络传输层协议。

与我们所熟知的TCP(传输控制协议)协议一样，UDP协议直接位于IP(网际协议)协议的顶层。根据OSI(开放系统互连)参考模型，UDP和TCP都属于传输层协议。

UDP协议的主要作用是将网络数据流量压缩成数据报的形式。一个典型的数据报就是一个二进制数据的传输单位。每一个数据报的前8个字节用来包含报头信息，剩余字节则用来包含具体的传输数据。

0UDP报头

UDP报头由4个域组成，其中每个域各占用2个字节，具体如下：

源端口号

目标端口号

数据报长度

校验值

UDP协议使用端口号为不同的应用保留其各自的数据传输通道。UDP和TCP协议正是采用这一机制实现对同一时刻内多项应用同时发送和接收数据的支持。数据发送一方(可以是客户端或服务器端)将UDP数据报通过源端口发送出去，而数据接收一方则通过目标端口接收数据。有的网络应用只能使用预先为其预留或注册的静态端口;而另外一些网络应用则可以使用未被注册的动态端口。因为UDP报头使用两个字节存放端口号，所以端口号的有效范围是从0到65535。一般来说，大于49151的端口号都代表动态端口。

数据报的长度是指包括报头和数据部分在内的总的字节数。因为报头的长度是固定的，所以该域主要被用来计算可变长度的数据部分(又称为数据负载)。数据报的最大长度根据 *** 作环境的不同而各异。从理论上说，包含报头在内的数据报的最大长度为65535字节。不过，一些实际应用往往会限制数据报的大小，有时会降低到8192字节。

UDP协议使用报头中的校验值来保证数据的安全。校验值首先在数据发送方通过特殊的算法计算得出，在传递到接收方之后，还需要再重新计算。如果某个数据报在传输过程中被第三方篡改或者由于线路噪音等原因受到损坏，发送和接收方的校验计算值将不会相符，由此UDP协议可以检测是否出错。这与TCP协议是不同的，后者要求必须具有校验值。

UDPvsTCP

UDP和TCP协议的主要区别是两者在如何实现信息的可靠传递方面不同。TCP协议中包含了专门的传递保证机制，当数据接收方收到发送方传来的信息时，会自动向发送方发出确认消息;发送方只有在接收到该确认消息之后才继续传送其它信息，否则将一直等待直到收到确认信息为止。

与TCP不同，UDP协议并不提供数据传送的保证机制。如果在从发送方到接收方的传递过程中出现数据报的丢失，协议本身并不能做出任何检测或提示。因此，通常人们把UDP协议称为不可靠的传输协议。

相对于TCP协议，UDP协议的另外一个不同之处在于如何接收突法性的多个数据报。不同于TCP，UDP并不能确保数据的发送和接收顺序。例如，一个位于客户端的应用程序向服务器发出了以下4个数据报

D1

D22

D333

D4444

但是UDP有可能按照以下顺序将所接收的数据提交到服务端的应用：

D333

D1

D4444

D22

事实上，UDP协议的这种乱序性基本上很少出现，通常只会在网络非常拥挤的情况下才有可能发生。

UDP协议的应用

也许有的读者会问，既然UDP是一种不可靠的网络协议，那么还有什么使用价值或必要呢其实不然，在有些情况下UDP协议可能会变得非常有用。因为UDP具有TCP所望尘莫及的速度优势。虽然TCP协议中植入了各种安全保障功能，但是在实际执行的过程中会占用大量的系统开销，无疑使速度受到严重的影响。反观UDP由于排除了信息可靠传递机制，将安全和排序等功能移交给上层应用来完成，极大降低了执行时间，使速度得到了保证。

关于UDP协议的最早规范是RFC768，1980年发布。尽管时间已经很长，但是UDP协议仍然继续在主流应用中发挥着作用。包括视频电话会议系统在内的许多应用都证明了UDP协议的存在价值。因为相对于可靠性来说，这些应用更加注重实际性能，所以为了获得更好的使用效果(例如，更高的画面帧刷新速率)往往可以牺牲一定的可靠性(例如，会面质量)。这就是UDP和TCP两种协议的权衡之处。根据不同的环境和特点，两种传输协议都将在今后的网络世界中发挥更加重要的作用

[编辑本段]UDP报头

UDP报头由4个域组成，其中每个域各占用2个字节，具体如下：

源端口号

目标端口号

数据报长度

校验值

UDP协议使用端口号为不同的应用保留其各自的数据传输通道。UDP和TCP协议正是采用这一机制实现对同一时刻内多项应用同时发送和接收数据的支持。数据发送一方(可以是客户端或服务器端)将UDP数据报通过源端口发送出去，而数据接收一方则通过目标端口接收数据。有的网络应用只能使用预先为其预留或注册的静态端口;而另外一些网络应用则可以使用未被注册的动态端口。因为UDP报头使用两个字节存放端口号，所以端口号的有效范围是从0到65535。一般来说，大于49151的端口号都代表动态端口。

数据报的长度是指包括报头和数据部分在内的总字节数。因为报头的长度是固定的，所以该域主要被用来计算可变长度的数据部分(又称为数据负载)。数据报的最大长度根据 *** 作环境的不同而各异。从理论上说，包含报头在内的数据报的最大长度为65535字节。不过，一些实际应用往往会限制数据报的大小，有时会降低到8192字节。

UDP协议使用报头中的校验值来保证数据的安全。校验值首先在数据发送方通过特殊的算法计算得出，在传递到接收方之后，还需要再重新计算。如果某个数据报在传输过程中被第三方篡改或者由于线路噪音等原因受到损坏，发送和接收方的校验计算值将不会相符，由此UDP协议可以检测是否出错。这与TCP协议是不同的，后者要求必须具有校验值。

许多链路层协议都提供错误检查，包括流行的以太网协议，也许想知道为什么UDP也要提供检查和。其原因是链路层以下的协议在源端和终端之间的某些通道可能不提供错误检测。虽然UDP提供有错误检测，但检测到错误时，UDP不做错误校正，只是简单地把损坏的消息段扔掉，或者给应用程序提供警告信息。

[编辑本段]UDP协议的几个特性

(1) UDP是一个无连接协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端，UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制;在接收端，UDP把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。

(2) 由于传输数据不建立连接，因此也就不需要维护连接状态，包括收发状态等，因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。

(3) UDP信息包的标题很短，只有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小。

(4) 吞吐量不受拥挤控制算法的调节，只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。

(5)UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的链接状态表(这里面有许多参数)。

(6)UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付给IP层。既不拆分，也不合并，而是保留这些报文的边界，因此，应用程序需要选择合适的报文大小。

虽然UDP是一个不可靠的协议，但它是分发信息的一个理想协议。例如，在屏幕上报告股票市场、在屏幕上显示航空信息等等。UDP也用在路由信息协议RIP(Routing Information Protocol)中修改路由表。在这些应用场合下，如果有一个消息丢失，在几秒之后另一个新的消息就会替换它。UDP广泛用在多媒体应用中，例如，Progressive Networks公司开发的RealAudio软件，它是在因特网上把预先录制的或者现场音乐实时传送给客户机的一种软件，该软件使用的RealAudio audio-on-demand protocol协议就是运行在UDP之上的协议，大多数因特网电话软件产品也都运行在UDP之上。

UDP = uridine diphosphate，尿苷二磷酸，一种嘧啶核苷酸，由碱基、尿嘧啶与核糖组成，主要用途是RNA合成(转录)时的原料。 另外UDP也是DTP能量消耗后产物，功能类似ADP，但较ADP少见。参与微生物肽聚糖等的合成。

ip是第三层协议，udp是第四层，就是在ip之上。如果不能收到ip（路由器没有转发），则无法收到udp。标准路由器不具备监听功能，它只负责分析ip，并将其转发到应该去的端口。具备安全策略的路由器会分析第四层，但也仅限于对udp端口的解析（阻止或允许通过），离qq（应用层）还很遥远。所谓窃听，通常需要专用旁路设备，就是将所有到达路由器的信息镜像到这个特殊设备所在端口才行，如入侵检测设备；也可以在路由器中增加监听功能，如入侵防御设备。当然，厂家也很容易在路由设备中预留监听后门，所以一般要害部门不会使用他国的路由设备，或者干脆物理隔绝。

1、面向连接的：使用TCP协议通信的双方必须先建立连接，然后才能开始数据的读写，TCP连接是全双工的，即双方的数据读写可以通过一个连接进行。完成数据交换之后，通信双方都必须断开连接以释放资源。TCP协议的这种连接是一对一的，所以基于广播和多播（目标是多个主机地址）的应用程序不能使用TCP服。而无连接协议UDP则非常适合于广播和多播。
2、流式服务：TCP的字节流服务的表现形式就体现在，发送端执行的写 *** 作数和接收端执行的读 *** 作次数之间没有任何数量关系，当发送端应用程序连续执行多次写 *** 作的时，TCP模块先将这些数据放入TCP发送缓冲区中。当TCP模块真正开始发送数据的时候，发送缓冲区中这些等待发送的数据可能被封装成一个或多个TCP报文段发出。（下图3-1）
3、UPD的数据报服务：发送端应用程序每执行一次写 *** 作，UDP模块就将其封装成一个UDP数据报并发送之。接收端必须及时针对每一个UDP数据报执行读 *** 作（通过recvfrom系统调用），否则就会丢包（这经常发生在较慢的服务器上）。并且，如果没有指定足够的应用程序缓冲区来读取UDP数据，则UDP数据将被截断。

UDP是User Datagram Protocol的简称，中文名是用户数据报协议，是OSI参考模型中的传输层协议，它是一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。
UDP的正式规范是IETF RFC768。UDP在IP报文的协议号是17。
在这里插入描述
在OSI模型中，UDP在第四层——传输层，处于IP协议的上一层。UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点，也就是说，当报文发送之后，是无法得知其是否安全完整到达的。UDP用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。UDP协议从问世至今已经被使用了很多年，虽然其最初的光彩已经被一些类似协议所掩盖，但是即使是在今天UDP仍然不失为一项非常实用和可行的网络传输层协议。
与所熟知的 TCP（传输控制协议）协议一样，UDP 协议直接位于 IP（网际协议）协议
的顶层。根据 OSI（开放系统互连）参考模型，UDP 和 TCP 都属于传输层协议。 UDP 协议
的主要作用是将网络数据流量压缩成数据包的形式。一个典型的数据包就是一个二进制数据
的传输单位。每一个数据包的前 8 个字节用来包含报头信息，剩余字节则用来包含具体的传
输数据。
UDP报头
在这里插入描述
UDP报头包括4个字段，每个字段占用2个字节（即16个二进制位）。
在IP4v中，“来源连接端口”和“校验和”是可选字段（粉色背景标出）。
在IPv6中，只有来源连接端口是可选字段。
UDP数据报格式有首部和数据两个部分。首部很简单，共8字节。包括：
源端口（Source Port）：2字节，源端口号。
目的端口（Destination Port）：2字节，目的端口号。
长度（Length）：2字节，用于校验UDP数据报的数据字段和包含UDP数据报首部的“伪首部”。其校验方法用IP分组首部中的首部校验和。
伪首部，又称为伪包头（Pseudo Header）：是指在TCP的分段或UDP的数据报格式中，在数据报首部前面增加源IP地址、目的IP地址、IP分组和协议字段、TCP或UDP数据报的总长度等共12字节，所构成的扩展首部结构。此伪首部是一个临时的结构，它既不向上也不向下传递，仅仅只是为了保证可以校验套接字的正确性。
在这里插入描述
TCP和UDP区别
特征点 TCP UDP
传输可靠性 面向连接 面向非连接
应用场景 传输数据量大 传输量小
速度 慢 快
TCP(传输控制协议）提供的是面向连接、可靠的字节流服务。当客户端和服务器彼此交换数据前，必须先在双方之间建立一个TCP连接，之后才能传输数据。TCP提供超时重发，丢弃重复数据，检验数据，流量控制等功能，保证数据能从一端传到另一端。
UDP（用户数据协议）是一个简单的面向数据报的运输层协议。UDP不提供可靠性，它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去，但是并不能保证它们能到达目的地。由于UDP咋传输数据前不用在客户和服务器之间建立一个连接，且没有超时重发等机制，故而传输速度很快。
由于UDP缺乏拥塞控制（congestion control），需要基于网络的机制来减少因失控和高速UDP流量负荷而导致的拥塞崩溃效应。换句话说，因为UDP发送者不能够检测拥塞，所以像使用包队列和丢弃技术的路由器这样的网络基本设备往往就成为降低UDP过大通信量的有效工具。数据报拥塞控制协议（DCCP）设计成通过在诸如流媒体类型的高速率UDP流中，增加主机拥塞控制，来减小这个潜在的问题。
UDP方式传输数据
发送时：先把数据放到报文，写到缓冲区字节数组再传送。
接收时：从缓冲器数组读取，打包到报文。
UDP的应用场景
在选择使用协议的时候，选择UDP必须要谨慎。由于缺乏可靠性且属于非连接导向协议，UDP一般必须允许一定量的数据包丢失、出错和复制粘贴。但有些应用，比如TFTP，需要可靠性保证，则必须在应用层增加根本的可靠机制。但是绝大多数UDP应用都不需要可靠机制，甚至可能因为引入可靠机制而降低性能。流媒体、即时多媒体游戏和IP电话（VoIP）就是典型的UDP应用。如果某个应用需要很高的可靠性，那么可以用传输控制协议（及TCP协议）来代替UDP。

基于UDP的应用层协议：DNS、TFTP（简单文件传输协议）、SNMP（简单网络管理协议）。
1、DNS：Domain Name Service (域名服务) 默认端口：53
2、TFTP：Trivial File Transfer Protocol (简单文件传输协议)，默认端口：69
3、SNMP：Simple Network Management Protocol (简单网络管理协议) 通过UDP端口161接收，只有Trap信息采用UDP端口162。
4、NTP：Network Time Protocol (网络时间协议)，默认端口：123

udp是用户数据包协议。

Internet协议集支持一个无连接的传输协议，该协议称为用户数据包协议（UDP，User Datagram Protocol）。UDP 为应用程序提供了一种无需建立连接就可以发送封装的 IP 数据包的方法。RFC 768描述了 UDP。

Internet 的传输层有两个主要协议，互为补充。无连接的是 UDP，它除了给应用程序发送数据包功能并允许它们在所需的层次上架构自己的协议之外，几乎没有做什么特别的事情。面向连接的是 TCP，该协议几乎做了所有的事情。

特点：

UDP提供了无连接通信，且不对传送数据包进行可靠性保证，适合于一次传输少量数据，UDP传输的可靠性由应用层负责。常用的UDP端口号有：53（DNS）、69（TFTP）、161（SNMP），使用UDP协议包括：TFTP、SNMP、NFS、DNS、BOOTP。

UDP报文没有可靠性保证、顺序保证和流量控制字段等，可靠性较差。但是正因为UDP协议的控制选项较少，在数据传输过程中延迟小、数据传输效率高，适合对可靠性要求不高的应用程序，或者可以保障可靠性的应用程序，如DNS、TFTP、SNMP等。

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