最近在回顧電腦網路的知識，以前上課沒有認真學，只記得幾個高大上的術語，所以趁著這次回顧，把學到的知識用博客的形式記錄下來，一來加深自己的印象，二來希望讓你對這些基礎知識有一個更深入的瞭解。當然，我會儘量把 UDP 協議講清楚，講明白，讓你“不虛此行”。 UDP（ User Datagram Pro ...
最近在回顧電腦網路的知識，以前上課沒有認真學，只記得幾個高大上的術語，所以趁著這次回顧，把學到的知識用博客的形式記錄下來，一來加深自己的印象，二來希望讓你對這些基礎知識有一個更深入的瞭解。當然，我會儘量把 UDP 協議講清楚，講明白，讓你“不虛此行”。
UDP（ User Datagram Protocol ）協議，翻譯過來就是用戶數據報協議 ，跟 TCP 協議一樣，都是位於 OSI 模型的傳輸層。不過比起 TCP 協議，UDP 協議就顯得簡單多了，因為它沒有「流量控制」、「擁塞控制」等複雜的處理機制。它甚至沒有重傳機制，也就是說，如果你的數據包半路走丟了，那就是真找不回來了，所以說 UDP 協議是不可靠的。當然了，這個重傳機制是針對傳輸層而言的，你完全可以在應用層寫一個協議來進行丟包處理，比如說像 TCP 一樣，增加 ACK 和序列號機制。
那你可能會疑惑了，為什麼放著可靠的 TCP 協議不用，而選擇 UDP 協議？
UDP 報文段結構
這當然要根據應用的需求來，不過在說這個話題之前，我們先來詳細瞭解一下 UDP 協議。
說實話，UDP 的報文段結構比 TCP 報文段簡潔多了（見下圖），畢竟 UDP 協議就沒有什麼多餘的機制。
言歸正傳，報文段里的「源埠號」和「目的埠號」是為了告訴傳輸層，我這個報文是從哪兒（哪個進程）來的，要到哪兒（哪個進程）去。但要註意一點：一個 UDP 套接字是由一個二元組標識的，這個二元組指的是目的 IP 地址和目的埠號，也就是說，伺服器上對應的進程，不在乎你是從哪個客戶端來的，我都放進一個套接字處理，處理完了再根據源埠號和源 IP 地址，把應答信息發送給客戶端。相較而言，TCP 套接字需要一個四元組來標識：源 IP 地址，源埠號，目的 IP 地址和目的埠號。這一點在講 TCP 協議的時候還會細講，所以這裡就不贅述了。
PS：你可能會問，這報文段里怎麼沒有 IP 地址啊？這是因為IP 地址保存在網路層的 IP 協議段里，傳輸層的報文段里當然就沒有了。
無連接
每次提到 TCP 協議，我們最先想到的就是三次握手和四次揮手，對 UDP 協議來說，這都是沒有的事兒~ 使用 UDP 協議的時候，如果客戶端要發送報文段給服務端，不用握手，直接就發出去了，也正因為這樣，UDP 協議被稱為是無連接的。
很容易想到，不需要握手這一過程的話，就沒有因為建立連接而造成的時延，一個字，快！這也是 DNS（功能變數名稱系統）運行在 UDP 協議之上的很大一部分原因。
但是 UDP 協議不可靠啊，傳輸過程中丟包了怎麼辦？最簡單的做法就是——忽略它！（否則就得像文章開頭說的那樣，在應用層實現重傳機制）就拿 DNS 來說吧，如果數據包丟失，客戶端重發就是了（有超時機制），而且在正常情況下，丟包的概率很低。但如果使用 TCP 協議的話，因為要建立連接，功能變數名稱查詢就會慢很多，除此之外，使用 UDP 協議的網路開銷更小——UDP 報文段有 8 個位元組的首部開銷，而 TCP 協議有 20 位元組的開銷（看前面的關於報文段的兩張圖）。 網路開銷小，意味著 DNS 伺服器能接受更多客戶端的請求。
還有一個方面，TCP 協議有擁塞控制機制，它會在網路擁塞時遏制 TCP 發送方，以至於延遲報文段的傳送，所以對於一些要求傳輸延遲小，且能夠容忍一些數據丟失的實時程式來說，UDP 協議可能是一個更好的選擇。路由選擇協議（RIP）、 網路管理協議（SNMP） 也都選擇了 UDP 來作為底層的傳輸協議。
最後，這是一張客戶端與服務端利用 UDP 協議通信的流程圖：
UDP 協議要講的內容不多，下次要講的 TCP 協議，就比較燒腦了，做好準備吧！
