【网络协议】网络协议系列七 - 传输层-UDP

传输层有两个协议是每一个程序员必然知道的:UDPTCP

一、传输层(Transport

TCPUDP的区别:

1.1. 连接性

TCP是面向连接,也就是说TCP传输必须先要建立连接才能通信,建立连接就是我们熟知的“三次握手”。TCP在数据传输完毕后需要断开连接,因为服务器会有端口不断的监听本次连接的状态,如果不断开就会一直占用资源,断开连接需要“四次挥手”。

UDP是无连接,通信时不需要建立连接,发送方直接发送数据,不关心接收方的接收状态。

1.2. 可靠性

TCP:可靠传输,不丢包。只要发现丢包就会重新发送,会保证数据是准确的。

UDP:不可靠传输,可能丢包。只管发送,不管接收方的是否接收到。

1.3. 首部占用空间

TCP:由于是建立连接的可靠传输,所以首部会比较复杂,占用空间也就会比较大。

UDP:几乎是无脑传输,所以只需要知道源和目标信息就可以了。相比TCP就会小很多。

1.4. 传输速率

UDP的特点使得其传输速率比TCP快。

1.5. 资源消耗

TCP由于需要建立连接,所以会比较消耗资源。

UDP资源消耗就比较小。

1.6. 应用场景

浏览器、文件传输、邮件发送等都需要保证数据的完整性,所以使用TCP比较合适。

音视频通话、直播等对时效性要求较高,所以使用UDP更佳。如果使用TCP就会发生数据混乱,比如3s前的音/影由于丢包原因在2min后才成功发送到接收方。

1.7. 应用层协议

  • 浏览器:HTTP、HTTPS
  • 文件传输:FTP
  • 邮件:SMTP
  • DNS

二、UDP

UDP(User Datagram Protocol):用户数据报协议。

UDP是无连接的,减少了建立和释放连接的开销。UDP尽最大能力交付,不保证可靠交付,因此不需要维护一些复杂的参数,首部只有8个字节(TCP的首部至少20个字节)。

2.1. UDP长度(Length

占16位,首部的长度 + 数据的长度。

2.2. 检验和(Checksum

检验和的计算内容:伪首部 + 首部 + 数据。

伪首部是固定的12字节,由源IP地址(4个字节) + 目的IP地址(4个字节) + 保留位(1个字节,默认是0) + 协议代表值(1个字节,UDP固定值17) + UDP长度(2个字节)组成。仅在计算检验和时起作用,并不会传递给网络层,目的是为了增强检验功能。

检验和一般有两种,一种是首部 + 数据,另一种是只计算首部

2.3. 端口(Port

UDP首部中端口占用2字节。可以推测出端口号的取值范围是:0 ~ 65535

客户端的源端口是临时开启的随机端口。

防火墙可以设置开启/关闭某些端口来提供安全性。

常用命令行:

  • netstat -an:查看被占用的端口
  • netstat -anb:查看被占用的端口,占用端口的应用程序
  • telnet 主机 端口:查看是否可以访问主机的某个端口。
    • Windows:安装telnet,控制面板 -> 程序 -> 启动或 关闭Windows功能 -> 勾选Telnet Client -> 确定。