UDP協(xié)議原理詳解

1. UDP報(bào)文封裝

一個(gè)典型的使用UDP協(xié)議封裝的數(shù)據(jù)包，包括以太網(wǎng)MAC頭+網(wǎng)絡(luò)層IP數(shù)據(jù)頭+傳輸層UDP頭+要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。詳見下圖所示：

2. UDP報(bào)文結(jié)構(gòu)

UDP（User Data Protocol，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）是一個(gè)簡(jiǎn)單的面向數(shù)據(jù)報(bào)的運(yùn)傳輸層協(xié)議。它不提供可靠性，只是把應(yīng)用程序傳給IP層的數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送出去，但是不能保證它們能到達(dá)目的地。由于UDP在傳輸數(shù)據(jù)報(bào)前不用再客戶和服務(wù)器之間建立一個(gè)連接，且沒有超時(shí)重發(fā)等機(jī)制，所以傳輸速度很快

UDP報(bào)文結(jié)構(gòu)如下圖示：

UDP報(bào)文結(jié)構(gòu)各字段功能如下示：

源端口號(hào) ：表示發(fā)送端端口號(hào)，字段長(zhǎng)16位；在需要對(duì)方回信時(shí)選用，不需要時(shí)可設(shè)為0

目標(biāo)端口號(hào) ：表示接收端端口號(hào)，字段長(zhǎng)16位；在終點(diǎn)交付報(bào)文時(shí)要使用到

總長(zhǎng)度 ：UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度，其最小值是8（僅有首部），發(fā)送一個(gè)帶0字節(jié)數(shù)據(jù)的UDP數(shù)據(jù)報(bào)是允許的。值得注意的是，UDP長(zhǎng)度字段是冗余的；IPV4頭部包含了數(shù)據(jù)報(bào)的總長(zhǎng)度，同時(shí)IPV6頭部包含了負(fù)載長(zhǎng)度。因此，一個(gè)UDP/IPV4數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度等于IPV4數(shù)據(jù)報(bào)的總長(zhǎng)度減去IPV4頭部的長(zhǎng)度；一個(gè)UDP/IPV6數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度等于包含在IPV6頭部中的負(fù)載長(zhǎng)度（payload length）字段的值減去所有擴(kuò)展頭部（除非使用了超長(zhǎng)數(shù)據(jù)報(bào)）的長(zhǎng)度。這兩種情況下，UDP長(zhǎng)度字段應(yīng)該與從IP層提供的信息計(jì)算得到的長(zhǎng)度是一致的

校驗(yàn)和 ：檢測(cè)UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)在傳輸中是否有錯(cuò)。有錯(cuò)就丟棄

3. Wireshark抓包分析

將Socket API編程模型一文中的UDP Server工程源碼下載到開發(fā)板中，用網(wǎng)線將PC和開發(fā)板相連接，開啟一個(gè)UDP客戶端；打開wireshark軟件，監(jiān)聽I(yíng)P地址192.168.1.10后，在UDP客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)

wireshark抓取到相應(yīng)的UDP數(shù)據(jù)包，可以看到源端口號(hào)、目標(biāo)端口號(hào)、總長(zhǎng)度、校驗(yàn)和以及數(shù)據(jù)