淺談何謂UDP協議
作為TCP協議集中很重要的一類協議——UDP協議的具體概念和功能以及作用。我們接下來就詳細介紹一下。希望大家能夠認識一下這個協議。
UDP協議
UDP協議(User Datagram Protocol,用戶數據報文協議)與TCP協議一樣也是OSI傳輸層上的一個通信協議。不過UDP協議是一個面向無連接的協議(TCP是向面連接的協議)。一個UDP連接的建立,不必象TCP協議那樣需要服務器端偵聽,也不需要有客戶機端請求連接和服務器端建立連接后雙方才能通信。
UDP協議概述
用戶數據報協議(UDP)是一個簡單的面向數據報的傳輸層協議,IETF RFC 768是UDP的正式規范。在TCP/IP模型中,UDP為網絡層(network layer)以下和應用層(application layer)以上提供了一個簡單的接口。
UDP只提供數據的不可靠交付,它一旦把應用程序發給網絡層的數據發送出去,就不保留數據備份(所以UDP有時候也被認為是不可靠的數據報協議)。UDP在IP數據報的頭部僅僅加入了復用和數據校驗(字段)。
UDP首部字段由4個部分組成,其中兩個是可選的。各16位的源端口和目的端口用來標記發送和接受的應用進程。因為UDP不需要應答,所以源端口是可選的,如果源端口不用,那么置為零。在目的端口后面是長度固定的以字節為單位的長度字段,用來指定UDP數據報包括數據部分的長度。
由于缺乏可靠性,UDP應用一般必須允許一定量的丟包、出錯和復制。由于UDP協議缺乏擁塞避免和控制機制,需要基于網絡的機制來減小因失控和高速UDP流量負荷而導致的擁塞崩潰效應。
UDP協議只在IP的數據報服務之上增加了很少的功能,這就是端口的功能(有了端口,運輸層就能進行復用和分用)和差錯檢測的功能。另外,UDP協議應用程序可以是客戶機,也可以是服務器程序,不必向TCP協議應用程序那樣必須分別建立客戶機程序和服務器程序。在遠程控制軟件中,如果在局域網內部傳輸屏幕信息,則使用UDP協議比較容易實現。但UDP協議不提供可靠性,它的可靠性是交給其他網絡設備來解決。同時用UDP協議來傳輸的數據一般較小,它需要IP協議來為它對數據進行分段。理論上IP協議數據報的最大長度為65535個字節 。
UDP數據報格式
在這個數據報格式中,源端口是可選域,當其有意義時,指的是發送應用程序的UDP端口。如果不使用它,則在此域中填0。目的端口在有特定的目的網絡地址時有意義,指目標應用程序的UDP端口。長度指的是此用戶數據報長度的八進制表示(這表明最小的數據報長度是8)。校驗和同樣是一種簡單的數學運算,用于檢查UDP消息中的位級錯誤。是對IP頭、UDP頭和數據中信息包頭的數位取反之和,再取反得到的。UDP協議包不具備TCP協議包復雜的可靠性與控制機制,沒有“序列”和“確認”兩個字段。
UDP協議的應用
也許有的讀者會問,既然UDP是一種不可靠的網絡協議,那么還有什么使用價值或必要呢?其實不然,在有些情況下UDP協議可能會變得非常有用。因為UDP具有TCP所望塵莫及的速度優勢。雖然TCP協議中植入了各種安全保障功能,但是在實際執行的過程中會占用大量的系統開銷,無疑使速度受到嚴重的影響。反觀UDP由于排除了信息可靠傳遞機制,將安全和排序等功能移交給上層應用來完成,極大降低了執行時間,使速度得到了保證。
關于UDP協議的最早規范是RFC768,1980年發布。盡管時間已經很長,但是UDP協議仍然繼續在主流應用中發揮著作用。包括視頻電話會議系統在內的許多應用都證明了UDP協議的存在價值。因為相對于可靠性來說,這些應用更加注重實際性能,所以為了獲得更好的使用效果(例如,更高的畫面幀刷新速率)往往可以犧牲一定的可靠性(例如,會面質量)。這就是UDP和TCP兩種協議的權衡之處。根據不同的環境和特點,兩種傳輸協議都將在今后的網絡世界中發揮更加重要的作用.