UDP协议

我们已经知道 UDP 具有无连接，不可靠传输，面向数据报，全双工的特点，接下来就来具体看看 UDP 协议报文结构。

 UDP 协议属于内核协议栈，在底层 UDP 的报头是一个 C 语言的位段类型的结构体：

struct udphdr {
    __be16    source;     // 源端口号
    __be16    dest;       // 目标端口号
    __be16    len;        // UDP数据包长度（包括头部）
    __sum16   check;      // 校验和
};

由上图可知，UDP 报头长度一共为8字节（32个比特位），其中源端口、目的端口、UDP 长度、UDP 校验和分别是2字节（16个比特位）大小。

♩.16位源端口：占用2个字节，用于标识发送方应用程序的端口号。

♩.16位目的端口：占用2个字节，用于标识接收方应用程序的端口号。

♩.16为UDP长度：占用2个字节，表示UDP头部和数据的总长度。

由于只有两个字节大小，这说明 UDP 报文的最大长度不超过 2^16 = 65535 个字节（64KB）大小，即接收的应用层数据载荷大小不能超过64KB大小，若要传输大于64KB大小的数据，通常的做法是将数据分割成多个小于或等于64KB的数据包进行发送或者使用其他传输层协议（如：TCP 协议）。

♩.16位校验和：占用2个字节，用于检测数据在传输过程中是否出现错误。

由于网络通信过程中光、电信号可能会受到电场、磁场、高能射线等的影响，这些干扰可能会使光、电信号出现比特翻转的现象（二进制位0变成1，1变成0）的现象。所以在 UDP 协议中，校验和可以一定程度上确保数据报在传输过程中没有被破坏或篡改。

校验和的具体用法是：当发送方发送一个 UDP 数据包时，它会计算数据包的校验和并将其添加到报头中。接收方收到数据包后，会重新计算校验和并与报头中的校验和进行比较。如果两者匹配，则认为数据包没有损坏；如果不匹配，则认为数据包可能已被破坏或篡改，并丢弃该数据包。

常见的校验和算法有：

♩.CRC（循环冗余校验）：CRC 是一种用于检测数据传输或存储时可能出现的错误的技术。它通过将数据块与一个特定的多项式进行模2除法，并将余数附加到数据块的末尾来生成校验码。接收方可以使用相同的多项式重新计算校验码，并将其与接收到的校验码进行比较，以确定数据是否在传输过程中发生了错误。

♩.MD5：MD5 是一种广泛使用的加密哈希函数，它可以将任意长度的数据转换为固定长度（通常为32位）的哈希值。接收方可以再次使用 MD5 重新计算校验码，并将其与接收到的校验码进行比较，以确定数据是否在传输过程中发生了错误。

♩.SHA1：SHA1 也是一种加密哈希函数，它可以将任意长度的数据转换为固定长度（通常为40位）的哈希值，与MD5类似。

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