网络编程—TCP/IP模型（UDP协议与自定义协议）

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目录

1 应用层

1.1 自定义协议

2 传输层

2.1 UDP

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1 应用层

1.1 自定义协议

        应用层除了特殊的协议比如http、https等，大部分协议需要开发人员自定义，即自己约定协议的格式。以登录注册模块为例，常常需要客户端和服务器互相返回账号数据，假设请求和响应的数据都有：userid、number、password，那么自定义协议就有6种常见的类型：

        1.分隔符：可以采用“;”、“ ”、“\n”等符号作为不同类型数据的划分界限。比如：userid;number;password;

        2.固定长度字节：采用固定长度的字节来表示请求和响应，比如请求长度10字节，userid占2字节，number占4字节，password占4字节。

        3.分隔符+固定长度字节：前两种方式组合，实现变长字节组合方式。

        4.xml：采用标签组织数据

<request>

<userid>1</userid>

<number>123456789</number>

<password>123456789</password>

</request>

<response>

<userid>1</userid>

<number>123456789</number>

<password>123456789</password>

</response>

        5.JSON：最常用的前后端数据交互格式，使用{}包含键值对，键必须是字符串，值可以是字符串、数字、数组([])甚至JSON等格式，键和值之间用:分割，键值对之间用,分割，比如：

请求：

{

userid:1,

number:”123456789”,

password:”123456789”

}

        6.二进制数据：常见protobuffer、thift等。

        注意：xml和JSON属于文本格式，优点是可读性强，缺点是效率低，占用带宽多。二进制格式优点是效率高，占用带宽少，缺点是可读性差。

2 传输层

2.1 UDP

        UDP协议的特点是无连接（不建立连接来传输数据）、不可靠（不知道数据是否发送过去）、面向数据报（发多少收多少，不能拆分为字节多次接收）、只有接收缓冲区没有发送缓冲区、大小受限（最长64kb）、全双工（同时发送和接收）。

        UDP数据报结构如下：

        源端口号：发送方的端口号

        目的端口号：接收方的端口号

        UDP长度：单位字节，16位可以表示64kb的数据，即UDP报文长度最大64kb。

        校验和：发送方发送数据时会计算一个校验和，接收方接收数据后再计算一个校验和，根据校验和是否相等验证当前UDP数据报在传输过程中是否出现错误（导致比特位被修改），如果出错就会丢弃。

        UDP校验和的计算没有采用著名的CRC算法（循环冗余校验和），而是把数据划分为多段16位的字（如果不足16位且为奇数位，就在末尾补形成偶数长度），把每个16位的字累加，溢出2字节（16位）的部分从16位的最低位进位，最后把得到的结果按位取反得到校验和。

        注意：如果校验和不相等，则数据传输过程一定发生了错误。如果校验和相等，也不能说明数据一定完全正确。因为算法过于简单，有可能某位0变1，对应其他16位字的相同位置是1变0，结果求和过程结果仍然一样。但是虽然网络传输过程可能出错，但这是很小概率的事，多个小概率事件同时发生使校验和仍然一样概率更小，因此工程上一般忽略不计。

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