关于计算机网络:UDP是个什么鬼

当你的才华不足以满足你的野心时，应该静下心来努力学习

UDP 的概述

• UDP 是 User Datagram Protocol 的简称，中文名是用户数据报协定，是 OSI（Open System Interconnection，开放式系统互联）参考模型中一种无连贯的传输层协定，提供面向事务的简略不牢靠信息传送服务，IETF RFC 768 是 UDP 的正式标准。UDP 在 IP 报文的协定号是 17。
• UDP 协定全称是用户数据报协定，在网络中它与 TCP 协定一样用于解决数据包，是一种无连贯的协定。在 OSI 模型中，在第四层——传输层，处于 IP 协定的上一层。UDP 有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的毛病，也就是说，当报文发送之后，是无奈得悉其是否平安残缺达到的。UDP 用来反对那些须要在计算机之间传输数据的网络应用。包含网络视频会议零碎在内的泛滥的客户 / 服务器模式的网络应用都须要应用 UDP 协定。UDP 协定从问世至今曾经被应用了很多年，尽管其最后的荣耀曾经被一些相似协定所覆盖，然而即便是在明天 UDP 依然不失为一项十分实用和可行的网络传输层协定。

UDP 次要特点

• UDP 是一个无连贯协定，传输数据之前源端和终端不建设连贯，当它想传送时就简略地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端，UDP 传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限度；在接收端，UDP 把每个音讯段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个音讯段。
• 因为传输数据不建设连贯，因而也就不须要保护连贯状态，包含收发状态等，因而一台服务机可同时向多个客户机传输雷同的音讯。
• UDP 信息包的题目很短，只有 8 个字节，绝对于 TCP 的 20 个字节信息包而言 UDP 的额定开销很小。
• 吞吐量不受拥挤控制算法的调节，只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限度。
• UDP 是面向报文的。发送方的 UDP 对应用程序交下来的报文，在增加首部后就向下交付给 IP 层。既不拆分，也不合并，而是保留这些报文的边界，因而，应用程序须要抉择适合的报文大小。

尽管 UDP 是一个不牢靠的协定，但它是散发信息的一个现实协定。例如，在屏幕上报告股票市场、显示航空信息等等。UDP 也用在路由信息协定 RIP（Routing Information Protocol）中批改路由表。在这些利用场合下，如果有一个音讯失落，在几秒之后另一个新的音讯就会替换它。UDP 宽泛用在多媒体利用中。

TCP 和 UDP 区别

• TCP 是面向连贯的传输控制协议，而 UDP 提供了无连贯的数据报服务；
• TCP 具备高可靠性，确保传输数据的正确性，不呈现失落或乱序，而 UDP 在传输数据前不建设连贯，不对数据报进行查看与批改，毋庸期待对方的应答，所以会呈现分组失落、反复、乱序，应用程序须要负责传输可靠性方面的所有工作；
• UDP 具备较好的实时性，工作效率较 TCP 协定高；
• UDP 段构造比 TCP 的段构造简略，因而网络开销也小；
• TCP 协定能够保障接收端毫无过错地接管到发送端收回的字节流，为应用程序提供牢靠的通信服务。对可靠性要求高的通信零碎往往应用 TCP 传输数据。

次要利用

实用场合

在抉择 UDP 作为传输协定时必须要审慎。在网络品质令人非常不称心的环境下，UDP 协定数据包失落会比较严重。然而因为 UDP 的个性：它不属于连贯型协定，因此具备资源耗费小，处理速度快的长处，所以通常音频、视频和一般数据在传送时应用 UDP 较多，因为它们即便偶然失落一两个数据包，也不会对接管后果产生太大影响。比方咱们聊天用的 ICQ 和 QQ 就是应用的 UDP 协定。

理论利用

在现场测控畛域，面向的是散布化的控制器、监测器等，其利用场合环境比拟顽劣，这样就看待传输数据提出了不同的要求，如实时、抗干扰性、安全性等。基于此，现场通信中，若某一利用要将一组数据传送给网络中的另一个节点，可由 UDP 过程将数据加上报头后传送给 IP 过程，UDP 协定省去了建设连贯和拆除连贯的过程，勾销了重发测验机制，可能达到较高的通信速率。

代码演示

简略的一个客户端 / 服务端数据收发的例子

UDP 客户端：

public class UdpClient {public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 建设一个 socket
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
        // 创立一个数据包
        String msg = "你好啊，服务器~";
        InetAddress localhost = InetAddress.getByName("localhost");
        int port = 9090;
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(msg.getBytes(), 0, msg.getBytes().length, localhost, port);
        // 发送数据包
        socket.send(packet);
        // 敞开流
        socket.close();}
}

UDP 服务端：

public class UdpServer {public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 开启端口
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090);
        // 接管数据包
        byte[] bytes = new byte[1024];
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes, 0, bytes.length);
        // 阻塞接管
        socket.receive(packet);
        String msg = new String(packet.getData(),0,packet.getLength());
        System.out.println("接管到客户端发来的数据：" + msg);
        // 敞开数据流
        socket.close();}
}

模仿一个学生和老师的聊天对话

// 客户端
public class TalkSend implements Runnable {

    DatagramSocket socket = null;
    
    BufferedReader br = null;

    private int formPort;
    
    private String toIp;
    
    private int toPort;

    public TalkSend(int formPort, String toIp, int toPort) {
        this.formPort = formPort;
        this.toIp = toIp;
        this.toPort = toPort;
        try {socket = new DatagramSocket(this.formPort);
            // 筹备数据 控制台读取 System.in
            br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        } catch (SocketException e) {e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    public void run() {while (true) {
            try {String msg = br.readLine();
                byte[] bytes = msg.getBytes();
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes, 0, bytes.length, new InetSocketAddress(this.toIp, this.toPort));
                // 发送数据
                socket.send(packet);
                if (msg.equals("bye")) {break;}
            } catch (IOException e) {e.printStackTrace();
            }
        }
        socket.close();}
}

// 服务端
public class TalkReceive implements Runnable {

    DatagramSocket socket = null;

    private int port;

    private String msgForm;

    public TalkReceive(int port, String msgForm) {
        this.port = port;
        this.msgForm = msgForm;
        try {socket = new DatagramSocket(port);
        } catch (SocketException e) {e.printStackTrace();
        }
    }


    @Override
    public void run() {while (true) {
            try {
                // 筹备接管包裹
                byte[] bytes = new byte[1024];
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes, 0, bytes.length);
                socket.receive(packet);
                // 断开连接 bye
                String msg = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());
                System.out.println(msgForm + ":" + msg);
                if ("bye".equals(msg)) {break;}
            } catch (IOException e) {e.printStackTrace();
            }
        }
        socket.close();}
}

public class TalkStudent {public static void main(String[] args) {new Thread(new TalkSend(7777,"localhost",8888)).start();
        new Thread(new TalkReceive(9999,"老师")).start();}
}

public class TalkTeacher {public static void main(String[] args) {new Thread(new TalkSend(5555,"localhost",9999)).start();
        new Thread(new TalkReceive(8888,"学生")).start();}
}

测试一下，后果如下：

总结

• UDP 用户数据报协定，是面向无连贯的通信协定，UDP 数据包含目标端口号和源端口号信息，因为通信不须要连贯，所以能够实现播送发送。
• UDP 通信时不须要接管方确认，属于不牢靠的传输，可能会呈现丢包景象，理论利用中要求程序员编程验证。