传输层协议UDP

发布于:2025-07-22 ⋅ 阅读:(18) ⋅ 点赞:(0)

简谈端口号

如果说ip可以用来标识一个网卡,那么端口是不能单独说的,单独端口没有意义,端口一定是和其他属性一起组成元组来标识一个套接字,如udp套接字,是无连接的,因此只要用  {ip,端口,协议}三元组,就可以标识udp套接字

端口号范围划分

端口号是一个二字节的整数,其范围就是0~65535

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connect时自动绑定的端口号, 就是由操作 系统从这个范围分配的

知名端口号

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

UDP 协议格式

1.udp报头的长度是固定长度8字节,4字节一行,那就是两行

2.源端口、目的端口四个字节,无需多言。

3.两字节的udp报文长度,这个字段挺重要,我们使用recvfrom,其函数底层会从udp接收缓冲区中读出一个udp报文,就是靠的这个字段,先读出8字节的udp报头,再根据报头中的udp报文长度字段,来直接读出一个完整udp报文。

4.udp层将udp报文中除了校验和这两字节外的剩下全部内容使用摘要算法,得到两字节的校验和,这个字段用来判断报文有没有出错

UDP 的特点

1.无连接:使用udp协议,那么在sendto发送消息和recvfrom接收消息时都需要显式的提供或接收对端地址,因为默认情况下是不知道对端套接字地址是什么的,udp套接字是用三元组{本地ip,本地port,协议}来表示的,这就是对无连接的理解

2.不可靠:没有超时重传和确认应答机制,报文丢了也不知道,也不管

3.面向数据报:udp没有发送缓冲区,发送数据直接走协议栈,不会像tcp一样等到满足条件才开始组装报文,udp有接收缓冲区,其接收缓冲区里是udp报文,recvfrom底层会从接收缓冲区中读出一个完整udp报文,然后去掉udp报头,将有效载荷写进recvfrom参数提供的缓冲区中

UDP的缓冲区

1.udp没有发送缓冲区,调用sendto后,触发软中断,cpu陷入内核,执行中断方法走协议栈,会将sendto参数传的数据拷贝然后加上udp报头,然后传给ip层,....,也就是说udp发送数据是不进行缓冲的,直接就开始封装报文发出去

2.udp有接收缓冲区,网卡收到消息后写进网卡接收缓冲区然后触发硬件中断走协议栈,最后到了传输层,会通过三元组找到套接字,将udp报文写进udp套接字的接收缓冲区中,并唤醒在接收缓冲区等待队列上的进程,然后recvfrom会从udp接收缓冲区读出来一个udp报文,去掉报头,将有效载荷写进recvfrom参数的缓冲区里

3.udp套接字既能读也能写,所以是全双工的

udp使用注意

udp报头中的两字节报文长度限制了udp报文最大就是65535字节,所以如果要传输的数据过大,那就得自个应用层分好,然后sendto发出去,到时候recvfrom接收到了多段数据,还得自个应用层拼好


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