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传输层协议 UDP

news 2025/9/22 7:30:41

传输层

负责数据能够从发送端传输接收端

再谈端口号

端口号(Port)标识了一个主机上进行通信的不同的应用程序

在 TCP/IP 协议中, 用 "源 IP", "源端口号", "目的 IP", "目的端口号", "协议号" 这样一个五元组来标识一个通信(可以通过 netstat -n 查看)。

端口号范围划分

• 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. 客户端程序的端口号, 就是由操作

系统从这个范围分配的。

认识知名端口号(Well-Know Port Number)

有些服务器是非常常用的, 为了使用方便, 人们约定一些常用的服务器都是用以下这些固定的端口号

执行下面的命令, 可以看到知名端口号

我们自己写一个程序使用端口号时, 要避开这些知名端口号.

两个问题

1. 一个进程是否可以 bind 多个端口号?
答：可以，例如TCP创建多个listen套接字，绑定多个端口号。一个发一个收。

2. 一个端口号是否可以被多个进程 bind?
答：不可以，哈希访问时会冲突，port端口号就是哈希的下标。

UDP 协议

UDP 协议端格式

• 16 位 UDP 长度, 表示整个数据报(UDP 首部+UDP 数据)的最大长度;

• 如果校验和出错, 就会直接丢弃。

UDP 的特点

UDP 传输的过程类似于寄信.

• 无连接: 知道对端的 IP 和端口号就直接进行传输, 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;

面向数据报

应用层交给 UDP 多长的报文, UDP 原样发送, 既不会拆分, 也不会合并;

用 UDP 传输 100 个字节的数据:

• 如果发送端调用一次 sendto, 发送 100 个字节, 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, 这个概念叫做全双工

struct udphdr结构体是以二进制流进行收发的，其中也包含了序列反序列化。
有效载荷根据端口号要交到应用层。
UDP报头和有效载荷是用封装进行分离的。
UDP有效载荷=(应用层报头+应用层有效载荷）
所以UDP协议就是一个结构体+序列反序列操作，对报头负责