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网络练级宝典-＞ UDP传输层协议

news 来源：原创 2025/5/15 1:09:28

传输层

端口号

端口号和进程的关系

UDP协议

UDP协议格式

UDP数据封装：

UDP数据分用：

面向数据报

UDP的缓冲区

UDP的缺点

基于UDP的应用层协议

传输层

端口号

我们知道端口号对应的其实就是一个进程的pid，在操作系统中二者的对应关系用的是hash进行存储的。即我们可以通过端口号找到对应的进程。

而对于我们的服务器来说，在接收到发送端的数据时，这时要传给哪个应用（进程）是通过端口号来确认的

这个工作就是传输层要做的事：把数据交给应用层，和从应用层中获取数据传出（封装报头）

怎么标识一个通信

源IP地址，目标IP地址，源端口号，和目标端口号，协议号。这5个号来标识一个信息的来去地方。 IP地址标记是哪台主机，端口号标记是哪个程序，协议号标记用的是什么协议（TCP,UDP协议）。

netstat命令可以找到查看网络信息，即上面的5个号

proto协议：表示使用的什么协议。local address本地地址：源IP地址和源端口号，foreign address 就是目标地址和目标端口号了。

协议号和端口号

协议号是网络层的范畴，端口号是传输层协议的范畴。

因为我们传输层会选择传输协议：UDP TCP协议，所以协议号，可以让我们知道数据需要什么协议来接收。从网络层传到传输层。

而端口号，就是在我们协议处理好数据后，把数据传给对应的程序。从传输层传到应用层。

端口号的范围

端口号的长度是16位，2的16次方，切换位整数就是 0 - 65535.

0 - 1023：知名端口号，比如HTTP,FTP,SSH等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，也可以自己指定，操作系统自动分配（客户端），软件自己指定（服务器软件）。

知名端口号有哪些？

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端口。

当然不止这些，可以去/etc/services文件中查看

端口号和进程的关系

1.一个端口号只能和一个进程产生联系。

2.一个进程可被多个端口号绑定。

一个端口号只能和一个进程产生联系，因为端口号是要标识唯一的一个进程。

一个进程可被多个端口号绑定，进程本来就是唯一的，端口号表示唯一的一个进程，所以多个端口号可以绑定同一个进程

UDP协议

UDP协议格式

网络套接字中使用的socket接口，都是位于应用层和传输层之间的，应用层把数据准备好，传输层要开始把数据包装（绑定端口号），比如说HTTP他是应用层的协议，它的传输层协议用的是TCP协议，应用层函数中是可以指定使用的传输层协议的。

只有应用层的逻辑代码是应用程序员写的，再往下开始就是操作系统的范畴了，所以UDP是属于内核中的，是操作系统本是就带着的，代码逻辑用户不用写。

UDP协议格式

端口号不用介绍了。

UDP长度：这里指的就是数据的大小。

UDP校验和：如果检验和出错，报文将会被直接丢弃

UDP的报头和有效载荷（数据）怎么分离

很简单，我们已经知道报头有8字节，我们只要把8字节拿掉剩下的就是有效载荷（数据）了。这里也可以看出来UDP的数据是定长的，因为定了UDP长度。

UDP如何决定把数据给上层哪个协议

就是通过目标端口号，在把数据传上去给对应的进程。

应用层的每一个网络进程都会绑定端口号，服务器必须显示绑定一个端口号，就是用户自己定的。而客户端的端口号，是操作系统分配的（所以在你使用软件时你不用输入端口号）。

怎么理解报头

报头就是一个结构体，里面存储了4个信息，取用时就根据比特位取用即可

UDP数据封装：

1.把端口号等信息创建一个报头结构体对象，然后填充进去初始化。报头就组装好了。

2.在操作系统中，给数据和报头单独开一块连续的空间，然后这就时一个UDP封装了。

UDP数据分用：

UDP传输数据分用就是短信，寄信的类似过程：（TCP是类似打电话的样子，双方要有连接）

无连接：即UDP只管发，不管回信。所以不用连接
不可靠：我们把信发出去后，我们并不知道信是否送达，也不确定是否有回信。
面向数据报：大白话就是，定长的数据报头数据大小指定多少发多少。封装好就直接发送。

面向数据报

应用层给多少，我们的UDP一次就发多少，不会一次发多个而是一个一个的发送，不拆分也不合并，每次发送都是一个整体。

UDP的缓冲区

1.UDP没有发送缓冲区，sendto发送时到了传输层，就直接发送。

2.UDP有接收缓冲区，因为发送是保证发出的，但接收是不保证的，如果你发送的很快很多，如果没有缓冲区那很多信息就没了。

3.UDP既能读也能写所以是全双工的。

UDP的缺点

1.UDP的传输大小是16位，2的16次方 == 64Kb，所以UDP一次最多能传64kb。

2.在现在64kb真的太小了。所以超过64kb就要对数据进行拆分发送了。

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。

你在用socket编程时也可以自己指定用TCP还是UDP。

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