网络协议 UDP协议

在之前的文章中有对UDP协议套接字的使用进行讲解，本文主要对UDP协议进行一些理论补充。

1. 概念

UDP，即User Datagram Protocol(用户数据报协议)，为传输层协议

特点:

• 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；
• 不可靠传输：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送给对方，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；

2. UDP协议格式

对于UDP数据报来说，遵循 UDP数据报 = 报头 + 载荷(应用层数据包)：

2.1 数据报长度

由上述两图可以看出，UDP报头中一共有4个字段，每个字段2个字节(16个bit位)，一共8个字节。

其中UDP协议首部中有一个16位的最大长度，也就是说UDP数据报最大长度是64KB(包含UDP首部)

2.2 校验和/检验和

在网络传输的过程中，数据可能会收到外界环境的干扰(如光信号/电信号)而出现问题，常见的有比特翻转

网络中的校验和并非是简单的按照长度/数量作为校验的标准，一定要让数据的内容能够参与进去，对此，在UDP中校验和一般是使用以下两种方式：

2.2.1 CRC校验

循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check, 简称CRC)。

它的操作概述如下：

UDP数据报发送方在发送之前，先计算一遍CRC，把算好的CRC值放到UDP数据报中(设这个CRC值为value1)。接下来这个数据报通过网络传输到达接收端，接收端收到这个数据之后，也会按照同样的算法再算一遍CRC的值，得到的结果是value2，比较自己算的value2和收到的value1是否一致，如果一致，就说明数据是正确的，如果不一致，则传输过程中发生了比特翻转.

上述CRC算法中，如果只有一个bit位发生翻转，此时100%能够发现问题，但如果有两个/多个bit位发送翻转，有可能恰好校验和与之前一样！（这样的情况概率比较低，可以忽略不计）

2.2.2 MD5算法

MD5算法一般用于确保信息传输完整一致，它有以下特点：

• 定长：任意长度的数据，算出的MD5值长度都是固定的
• 分散：计算md5过程中，原始数据只要变化一点点，算出来的md5值就会有很大差异
• 不可逆：提供一个源字符串计算md5值过程非常简单，但提供一个算好的md5值，，将它还原回原始的字符串，理论上是无法完成的

在进行校验和的适合可以使用MD5算法这种高精度的校验和算法！