UDP协议格式

• 16位源端口号：表示数据从哪里来。
• 16位目的端口号：表示数据要到哪里去。
• 16位UDP长度：表示整个数据报（UDP首部+UDP数据）的长度。
• 16位UDP检验和：如果UDP报文的检验和出错，就会直接将报文丢弃
  端口号大部分都是16位的，因为传输层协议当中的端口号就是16位的

UDP如何将报头与有效载荷进行分离?

• UDP的报头当中只包含四个字段，每个字段的长度都是16位，总共8字节。UDP采用的是一种定长报头，UDP在读取报文时,读取完前8个字节后剩下的就都是有效载荷了。

UDP如何将有效载荷交付给上层？
UDP上层也有很多应用层协议，因此UDP必须想办法将有效载荷交给对应的上层协议，也就是交给应用层对应的进程。

应用层的每一个网络进程都会绑定一个端口号，服务端进程必须显示绑定一个端口号，客户端进程则是由系统动态绑定的一个端口号。UDP是通过报头当中的目的端口号来找到对应的应用层进程的

UDP报头实际就是一个位段类型

struct udp_header {
    unsigned int src_port:16; // 源端口号
    unsigned int dst_port:16; // 目的端口号
    unsigned int udp_len:16;  // UDP长度
    unsigned int udp_chk:16;  // 检验和
};

UDP数据封装：

• 当应用层将数据交给传输层后，在传输层就会创建一个UDP报头类型的变量，然后填充报头当中的各个字段，此时就得到了一个UDP报头。
• 此时操作系统再在内核当中开辟一块空间，将UDP报头和有效载荷拷贝到一起，此时就形成了UDP报文

UDP数据分用：

• 当传输层从下层获取到一个报文后，就会读取该报文的钱8个字节，提取出对应的目的端口号。
  通过目的端口号找到对应的上层应用层进程，然后将剩下的有效载荷向上交付给该应用层进程。

UDP协议的特点

• 无连接：知道对端的IP和端口号就直接进行数据传输，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。
  注意： 报文在网络中进行路由转发时，并不是每一个报文选择的路由路径都是一样的，因此报文发送的顺序和接收的顺序可能是不同的。

面向数据报

• 应用层交给UDP多长的报文，UDP就原样发送，既不会拆分，也不会合并，这就叫做面向数据报。
  例如：用UDP传输100个字节的数据，如果发送端调用一次sendto，发送100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

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，因此UDP是全双工的

如何理解UDP要有接收缓冲区？

如果UDP没有接收缓冲区，那么就要求上层及时将UDP获取到的报文读取上去，如果一个报文在UDP没有被读取，那么此时UDP从底层获取上来的报文数据就会丢弃。

一个报文从一台主机传输到另一台主机，在传输过程中会消耗主机资源和网络资源。如果UDP收到一个报文后是因为上次收到的报文没有被上层读取，从而丢弃一个报文，就是浪费了主机资源和网络资源。

UDP本身是会维护一个接收缓冲区的，当有新的UDP报文到来时就会把这个报文放到接收缓冲区当中，此时上层在读数据的时就从这个接收缓冲区当中进行读取，如果UDP接收缓冲区当中没有数据，那上层在读取时就会被阻塞
因此UDP的接收缓冲区的作用：将接收到的报文暂时的保存起来，供上层读取

基于UDP的应用层协议

• NFS：网络文件系统。
• TFTP：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：域名解析协议。