用户数据报协议（UDP，User Datagram Protocol）为应用程序提供了一种无需建立连接就可以发送封装的 IP 数据报的方法。UDP 是一种保留消息边界的简单的面向数据报的协议。UDP不提供差错纠正、队列管理、重复消除、流量控制和拥塞控制，但提供差错检测

UDP协议自身提供最小功能，因此使用它的应用程序要做许多关于数据报如何发送和处理的控制工作。想要保证数据被可靠传递或正确排序，应用程序必须自己实现这些保护功能。一般来说，每个被应用程序请求的 UDP 输出操作只产生一个 UDP 数据报，从而发送一个 IP 数据报。而对于面向数据流的传输层协议（例如TCP），应用程序写入的全部数据与真正在单个IP数据报里传送的或接收方接收的内容可能没有联系。

1. 主要特点

  1. UDP 是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接，因此减少了开销和发送数据之前的时延。

  2. UDP 使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的连接状态表。

  3. UDP 是面向报文的。发送方的 UDP 对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付 IP 层。UDP 对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。因此，应用程序必须选择合适大小的报文。

    这就是说，应用层交给 UDP 多长的报文，UDP就照样发送，即 UDP一次交付一个完整的报文。

    因此，应用程序必须选择合适大小的报文。若报文太长，UDP把它交给IP层后，IP层在传送时可能要进行分片，这会降低IP层的效率。反之，如果报文太短，UDP把它交给IP层后，会使IP数据报的首部相对长度太大，也降低了IP层的效率。

  4. UDP 没有拥塞控制，因此网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。

    很多的实时应用（如IP电话、实时视频会议等）要求源主机以恒定的速率发送数据，并且允许在网络发生拥塞时丢失一些数据，但却不允许数据有太多的时延。UDP 正好符合这种要求。

    虽然某些实时应用需要使用没有拥塞控制的 UDP ,但当很多的源主机同时都向网络发送高速率的实时视频流时,网络就有可能发生拥塞,结果大家都无法正常接收。因此,不使用拥塞控制功能的 UDP 有可能会引起网络产生严重的拥塞问题。

  5. UDP 支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。

  6. UDP 的首部开销小，只有8个字节，比 TCP 的 20 个字节的首部要短。

2. UDP 的首部格式

UDP 有两个字段：数据字段和首部字段。首部字段很简单，只有8个字节，由4个字段组成，每个字段的长度都是两个字节。各字段意义如下:

  1. 源端口

    源端口号。在需要对方回信时选用。不需要时可用全0。

  2. 目的端口

    目的端口号。这在终点交付报文时必须要使用到。

  3. 长度

    UDP 用户数据报的长度，其最小值是 8（仅有首部），发送一个带 0 字节数据的 UDP 数据报是允许的。

    值得注意的是，UDP 长度字段是冗余的；IPV4 头部包含了数据报的总长度，同时 IPV6 头部包含了负载长度。因此，一个 UDP/IPV4 数据报的长度等于 IPV4 数据报的总长度减去 IPV4 头部的长度。一个 UDP/IPV6 数据报的长度等于包含在 IPV6 头部中的负载长度（payload length）字段的值减去所有扩展头部（除非使用了超长数据报）的长度。这两种情况下，UDP长度字段应该与从IP层提供的信息计算得到的长度是一致的。

  4. 校验和

    检测 UDP 用户数据报在传输中是否有错。有错就丢弃。

3. UDP 伪首部和校验和计算

UDP 检验和提供差错检测功能。在计算校验和时，要在 UDP 用户数据报之前增加12字节的伪首部。

伪首部并不是 UDP 用户数据报真正的首部，只是在计算校验和时，临时添加在 UDP 用户数据报前面，得到一个临时的 UDP 用户数据报。

校验和就是按照这个临时的 UDP 用户数据报计算来的，伪首部既不向下传送也不向上递交，仅仅是为了计算校验和。

  1. 源IP地址和目的IP地址：和 IP 数据一样，各占4个字节。
  2. 伪首部第3个字段是全零。
  3. 协议字段：以前说过，UDP 协议的协议字段值是17。
  4. UDP长度：UDP 用户数据报长度，首部长度和数据部分长度之和。

4. UDP&TCP

TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，是专门为了在不可靠的网络中提供一个可靠的端对端字节流而设计的，面向字节流。

UDP（用户数据报协议）是ISO参考模型中一种无连接的传输层协议，提供简单不可靠的非连接传输层服务，面向报文

  1. TCP 面向连接，客户端和服务器通过 TCP 发送数据之前，必须先建立连接。建立连接的过程也被称为 TCP握手。UDP 是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接

  2. TCP 提供可靠的服务。通过 TCP 连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达

    UDP 尽最大努力交付，即不保证可靠交付

  3. TCP 速度比较慢，而 UDP 速度比较快。

    因为 TCP 必须创建连接，以保证消息的可靠交付和有序性，需要做的 UDP 多的多的事。这就是为什么 UDP 更适用于对速度比较敏感的应用，例如：在线视频媒体，电视广播和多人在线游戏

  4. TCP面向字节流，实际上是 TCP 把数据看成一连串无结构的字节流；UDP 面向报文

  5. TCP 有流量控、拥塞控制。

    在任何用户数据可以被发送之前，TCP 需要设置一个套接字连接，UDP 不能进行流量控制。

    UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）

  6. 每一条 TCP 连接只能是点到点的；UDP 支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信

  7. TCP首部开销 20 字节；UDP 的首部开销小，只有 8 个字节

  8. TCP 的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP 则是不可靠信道