协议系列之UDP协议

上节说的TCP协议虽然提供了可靠的传输，但是也有一个缺点，发送速度慢。那么有没有一种协议能快速发送的呢？这节要讨论的就是UDP协议，它提供了更加快的发送速度，但也牺牲了可靠性，它是一种无连接的传输协议。比起TCP，UDP更像是我们用手机发送短信，只管发送出去，但不能保证对方收到，不会建立连接，也没有确认环节。

图2-2-4-1为UDP协议报文结构。比起TCP，UDP报文的结构相对简单，只有源端口、目的端口、报文长度、校验和四个字段。其中源端口跟校验和是可选的，由于UDP不用接收端回复确认信息，所以源端口不是必须的，如果不需要验证数据的准确性，校验和也是可以忽略的。报文长度单位是字节，最小长度为8字节。报文结构的简单也就决定了它只能简单的发送数据，发出后基本就没能力对其进行管理，同时也缺乏拥塞控制，它不像TCP能检测拥塞程度，进而调整发送数据包的大小。



图2-2-4-1 UDP协议报文格式

那么UDP一般适用哪些场景呢？虽说其是不可靠的传输协议，但UDP具有TCP望尘莫及的速度优势，同时UDP把安全和排序（UDP不能保证数据发送和接收的顺序，在网络非常拥挤的情况下，用UDP协议接收端接收到的数据顺序可能与发送端发送的顺序不同）功能交给了应用层来完成，系统开销很小，这些都是UDP的优势。所以UDP适用于一次只传少量数据、对可靠性要求不要的应用程序里。例如我们熟悉的QQ，经常会用消息框来骚扰我们，这里用的就是UDP协议，我们不一定能收到。

以上讨论了UDP协议的特点，那么简单的列出它跟TCP协议两者的对比。两者各有所长、各有所短，在实际运用中要根据不同通信环境要求来确定要使用哪种协议传输数据。

	TCP协议	UDP协议
是否连接	面向连接	面向非连接
传输可靠性	可靠	不可靠
速度	慢	快
系统开销	大	小
是否保证数据顺序	是	否
应用场合	大量数据，可靠传输	少量数据，容许接收不到
是否全双工	是	否
能否检测拥塞程度	能	不能

跟IP协议不同，IP协议提供从机器到机器的点对点寻址方式，而TCP协议跟UDP协议则是提供端口的寻址，在用IP协议找到点后，就用这两个协议找相应的端口。它们可以将进程与端口绑定，当数据到来时发往对应的端口的进程的缓冲区里。根据端口段，TCP一般将端口分为三种：知名端口（1-1023）、临时端口（1024-5000）、预留端口（5001-65355）。知名端口固定分配给一些服务，例如21端口分给FTP，80端口分给HTTP。临时端口一般是应用程序在运行时使用的端口，如socket客户端建立连接时需要端口，会随机从临时端口分配一个。

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