計算機網絡協議包頭賞析-UDP

　　之前我們已經針對以太網、IP、TCP協議，進行了包頭賞析。本次，我們繼續UDP協議包頭賞析。

　　提到TCP，想必大家會有所了解，它早已是家喻戶曉的一個網絡協議了，而UDP遠沒有他的大哥那么的有名，所以，我們有必要先介紹下這個幕后的英雄。

　　【UDP是什么】

　　UDP，是User Datagram Protocol的縮寫，中文翻譯過來就是用戶數據報協議，它和TCP是一對兄弟，同樣位于OSI七層協議體系中的第四層“傳輸層”，向互聯網提供面向事務的簡單不可靠信息傳送服務。

　　正如剛才介紹的那樣，UDP提供的是一種不可靠信息傳輸，此時，你是否會心生疑惑：“科技都發展的這么厲害了，怎么還有這么不要強的協議呢?竟然自己承認自己的服務不可靠?”

　　【UDP存在的合理性】

　　并非UDP自己不要強，而是UDP的確有他存在的合理性和必然性。

　　眾所周知，網絡數據包在從上層到下層組建時，會由于上層包很大而需要拆分成較小的組再進行傳輸，這樣的話，勢必引出“哪些組先到目的地，哪些組后到目的地”的問題。TCP協議好似一個做事嚴謹的理科生，它對工作非常仔細，要求所有被分了組的數據，要按照原有的順序，從前到后的發送到目的端。而UDP協議則好似一個文科生，它更講究的是抒情和隨性，只要分了組的數據被傳送出去了，它就不會太在意、太上心了。

　　雖然，大多數人會認為TCP是一個靠譜的學生，但是，這種靠譜，是需要付出效率與性能的代價的。在一些不需要非常嚴謹的場景下，UDP反倒是一個更好的選擇，比如語音傳輸、視頻傳輸時，人們可能對正確性的關注度并非那么敏感，但是流暢度確是影響用戶體驗的關鍵指標。

　　【UDP的重要用戶】

　　他們是DNS查詢、視頻傳輸、QQ、TFTP等等。

　　【UDP協議報頭格式】

　　慣例，先看圖，后解釋：

　　圖已經很清晰，UDP報頭要比TCP的簡單許多，只有區區8個字節，即源端口、目的端口、用戶數據報長度、校驗和。就憑這一點，就比TCP那復雜的20字節報頭，要輕便了許多。

　　此處唯一需要解釋一下的，就是“用戶數據報長度”，它占了16位bit，能表示的最大長度是2^16，單位是字節。這里所指的長度，是包含UDP報頭在內的總長度，而非數據部分的長度。

　　【UDP數據報長度一般設置為多少比較合適】

　　看到一位朋友對此問題解釋的很是清晰，在此直接轉帖過來，也對rain_fish表示感謝。(原帖地址在這里)：

　　在進行UDP編程的時候,我們最容易想到的問題就是,一次發送多少bytes好?

　　當然,這個沒有唯一答案，相對于不同的系統,不同的要求,其得到的答案是不一樣的,我這里僅對

　　像ICQ一類的發送聊天消息的情況作分析，對于其他情況，你或許也能得到一點幫助:

　　首先,我們知道,TCP/IP通常被認為是一個四層協議系統,包括鏈路層,網絡層,運輸層,應用層.

　　UDP屬于運輸層,下面我們由下至上一步一步來看:

　　以太網(Ethernet)數據幀的長度必須在46-1500字節之間,這是由以太網的物理特性決定的.

　　這個1500字節被稱為鏈路層的MTU(最大傳輸單元).

　　但這并不是指鏈路層的長度被限制在1500字節,其實這這個MTU指的是鏈路層的數據區.

　　并不包括鏈路層的首部和尾部的18個字節.

　　所以,事實上,這個1500字節就是網絡層IP數據報的長度限制.

　　因為IP數據報的首部為20字節,所以IP數據報的數據區長度最大為1480字節.

　　而這個1480字節就是用來放TCP傳來的TCP報文段或UDP傳來的UDP數據報的.

　　又因為UDP數據報的首部8字節,所以UDP數據報的數據區最大長度為1472字節.

　　這個1472字節就是我們可以使用的字節數。

　　當我們發送的UDP數據大于1472的時候會怎樣呢?

　　這也就是說IP數據報大于1500字節,大于MTU.這個時候發送方IP層就需要分片(fragmentation).

　　把數據報分成若干片,使每一片都小于MTU.而接收方IP層則需要進行數據報的重組.

　　這樣就會多做許多事情,而更嚴重的是,由于UDP的特性,當某一片數據傳送中丟失時,接收方便

　　無法重組數據報.將導致丟棄整個UDP數據報。

　　因此,在普通的局域網環境下，我建議將UDP的數據控制在1472字節以下為好.

　　進行Internet編程時則不同,因為Internet上的路由器可能會將MTU設為不同的值.

　　如果我們假定MTU為1500來發送數據的,而途經的某個網絡的MTU值小于1500字節,那么系統將會使用一系列的機

　　制來調整MTU值,使數據報能夠順利到達目的地,這樣就會做許多不必要的操作.

　　鑒于Internet上的標準MTU值為576字節,所以我建議在進行Internet的UDP編程時.

　　最好將UDP的數據長度控件在548字節(576-8-20)以內.

原文轉自：http://blogread.cn/it/article/6360?f=wb