目录

1 -> 传输层

2 -> 端口号

2.1 -> 端口号范围划分

2.2 -> 知名端口号

3 -> UDP协议

3.1 -> UDP协议端格式

3.2 -> UDP的特点

3.2.1 -> 面向数据报

3.3 -> UDP的缓冲区

3.4 -> UDP使用注意事项

3.5 -> 基于UDP的应用层协议

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1 -> 传输层

传输层是计算机网络OSI模型中的第四层，它负责在网络中的两个节点之间提供端到端的数据传输服务。传输层的主要任务包括分段与重组、端口标识、连接控制(面向连接的TCP和无连接的UDP)、流量控制和差错检测与处理等，以确保数据的可靠、有序和高效传输。

简单来说，就是负责数据能够从发送端传输接收端。

2 -> 端口号

端口号(Port)标识了一个主机上进行通信的不同的应用程序。

在TCP/IP协议中，用"源 IP"，"源端口号"，"目的 IP"，"目的端口号"，"协议号"这样一个五元组来标识一个通信(可以通过netstat -n查看)。

2.1 -> 端口号范围划分

• 0 - 1023：知名端口号，HTTP，FTP，SSH等这些广为使用的应用层协议，他们的端口号都是固定的。
• 1024 - 65535：操作系统动态分配的端口号。客户端程序的端口号，就是由操作系统从这个范围分配的。

2.2 -> 知名端口号

有些服务器是非常常用的，为了使用方便，人们约定一些常用的服务器，都是用以下这些固定的端口号：

• ssh服务器，使用22端口。
• ftp服务器，使用21端口。
• telnet服务器，使用23端口。
• http服务器，使用80端口。
• https服务器，使用443端口。

执行下面的命令, 可以看到知名端口号。

cat /etc/services

我们自己写一个程序使用端口号时，要避开这些知名端口号。

3 -> UDP协议

UDP(用户数据报协议)是一种无连接的传输层协议，它提供了一种简单的面向报文的数据传输服务。

UDP不保证数据包的可靠交付、顺序或数据完整性，它不进行拥塞控制，也不需要在传输数据前建立连接。

UDP的头部开销较小，只有8字节，包括源端口、目的端口、长度和校验和字段。

由于其简单性，UDP适用于对实时性要求高的应用，如在线游戏、语音视频通信和某些类型的网络广播。

3.1 -> UDP协议端格式

• 16位UDP长度，表示整个数据报(UDP首部+UDP数据)的最大长度。
• 如果校验出错，就会直接丢弃。

3.2 -> UDP的特点

UDP传输的过程类似于寄信。

• 无连接：知道对端的IP和端口号就直接进行传输，不需要建立连接。
• 不可靠：没有确认机制，没有重传机制；如果因为网络故障该段无法发到对方，UDP协议层也不会给应用层返回任何错误信息。
• 面向数据报：不能够灵活的控制读写数据的次数和数量。
• 简单高效：UDP头部开销小，只有8字节，适合快速传输数据，尤其是对实时性要求高的应用。
• 支持广播和多播：UDP可以实现单播、广播和多播通信，适合发送数据到多个目的地。
• 无流量控制：UDP不提供流量控制功能，可能在网络拥塞时导致数据包丢失或传输延迟增加。
• 适用场景：UDP适用于实时音视频通话、在线游戏、DNS查询等对实时性要求较高的应用。

3.2.1 -> 面向数据报

应用层交给UDP多长的报文，UDP原样发送，既不会拆分，也不会合并。

用UDP传输100个字节的数据：

如果发送端调用一次sendto，发送100个字节，那么接收端也必须调用对应的一次recvfrom，接收100个字节；而不能循环调用10次recvfrom。每次接收10个字节。

3.3 -> UDP的缓冲区

• UDP没有真正意义上的发送缓冲区。调用sendto会直接交给内核，由内核将数据传给网络层协议进行后续的传输动作。
• UDP具有接收缓冲区。但是这个接收缓冲区不能保证收到的UDP报的顺序和发送UDP报的顺序一致；如果缓冲区满了，再到达的UDP数据就会被丢弃。

UDP的socket既能读，也能写，这个概念叫做全双工。

3.4 -> UDP使用注意事项

我们注意到，UDP协议首部中有一个16位的最大长度。也就是说一个UDP能传输的数据最大长度是64K(包含UDP首部)。

然而64K在当今的互联网环境下，是一个非常小的数字。

如果我们需要传输的数据超过64K，就需要在应用层手动的分包，多次发送，并在接收端手动拼装。

3.5 -> 基于UDP的应用层协议

• NFS(Network File System)：网络文件系统。
• TFTP(Trivial File Transfer Protocol)：简单文件传输协议。
• DHCP：动态主机配置协议。
• BOOTP：启动协议(用于无盘设备启动)。
• DNS(Domain Name System)：域名解析协议。
• SNMP(Simple Network Management Protocol)：用于网络设备和应用程序的管理，可以使用UDP作为传输层协议。
• RIP(Routing Information Protocol)：一种路由协议，基于距离矢量算法，使用UDP进行信息交换。
• QUIC(Quick UDP Internet Connection)：由谷歌开发的传输层协议，基于UDP，旨在减少连接延迟，提供安全和可靠的连接。
• UDT(UDP-based Data Transfer Protocol)：一种面向连接的双向应用层协议，建立在UDP之上，支持高速数据传输和可靠性控制。

当然，也包括你自己写UDP程序时自定义的应用层协议。

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感谢各位大佬支持！！！

互三啦！！！