UDP协议

UDP协议是一个简单的面向数据报的运输层协议。进程的每个输出操作都正好产生一个UDP数据报，并组装成一份待发送的IP数据报。
这与面向字节流协议的TCP不同，应用层产生的全体数据与真正发送的单个IP数据报可能没什么关系。

特点

• UDP是无连接的
  不需要建立连接，也不需要在最后释放连接，因此减少了开销和发送数据之前的时延。

• UDP使用尽最大努力交付

• UDP是面向报文
  进程的每一个输出操作都正好产生一个UDP数据报，并组装成一份待发送的IP数据报。这个与面向字节流的协议不同，如TCP， 应用程序产生的全体数据与真正发送的单个IP数据报没有什么联系。

• 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。这对某些实时应用很重要。（例如IP电话，实时视频会议）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。

• UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信
  而TCP因为建立连接，只能支持1对1，所以TCP不提供广播或多播服务。

• UDP首部开销很小
  只有8字节，比TCP的20字节的首部要短。

UDP报文格式

UDP报文格式.png

• 源端口
  源端口号，标记发送进程。

• 目的端口
  目的端口号，标记接收进程。

• 长度
  UDP报文长度(首部+数据)，其最小值是8（仅含首部)。UDP首部长度固定为8，所以减去8，则得到数据部分的起始地址。

• 检验和
  包括UDP首部和数据部分，IP首部的检验和只覆盖IP的首部。
  同时UDP和TCP的检验和都会覆盖首部和数据，但UDP检验和是可选的，TCP检验和是必需的。
  其次，TCP和UDP的检验和都包括12字节的伪首部。

  检验和.png

IP分片

IP层要发送一份数据报时，要查询接口的MTU，并将IP数据报长度与其比较，如果需要则要进行分片。分片可以发生在原始发送端主机上面，也可以发生在中间路由器上。

当IP数据报被分片后，每一片都成为一个独立的分组，具有自己的IP首部，任何运输层首部只会出现在第1片数据报分片中。并在选择路由时与其他分组独立。当数据报的这些片到达目的端时，可能会发生失序，但是在IP首部中有足够多的信息让接收端能正确组装这些数据报片。

尽管IP分片过程是透明的，但即使只丢失一片数据也要重传整个数据报，因为IP层没有超时重传机制。由更高层来负责超时和重传（TCP 有超时和重传机制，但UDP没有）。当来自TCP报文段的某一片丢失了后，TCP超时后会重发整个TCP报文段，该报文段对应于一份IP数据报，没有办法只重传数据报中的一个数据报片。

以太网上，数据帧的最大长度是1500字节，其中1472字节给数据(1500 - IP首部为20字节 - UDP首部为8字节)。

IP报文.png

现在假定我们发送一个数据内容为1473长度的报文，则会发生IP分片。

IP分片.png

ICMP不可达差错

发生ICMP不可达差错的一种情况就是：当路由器收到一份需要分片的数据报，而在IP首部又设置了不分片（DF）的标志比特。
如果某个程序需要判断到达目的端的路途中最小MTU是多少（路径MTU发现机制）。那么这个差错就可以被程序利用。

这种情况下的ICMP不可达差错报文格式如图所示：