Linux UDP协议

1.1 报文头格式
UDP指用户数据报协议，其报头格式如下：

释：16位UDP长度表示整个数据报（UDP首部+UDP数据）的最大长度。如果校验和出错就会直接丢弃。

2.1 UDP的特点
UDP传输的过程类似于寄信，其特点是无连接、不可靠和面向数据报。
2.1.1 无连接
知道对端的IP和端口号就直接进行传输，不需要建立连接。
2.1.2 不可靠
没有确认机制，没有重传机制。如果因为网络故障该段无法发到对方，UDP协议层也不会给应用层返回任何错误信息。
2.1.3 面向数据报
不能够灵活的控制读写数据的次数和数量。

3.1 面向数据报
应用层教给UDP多长的报文，UDP原样发送，既不会拆分，也不会合并。如：用UDP传输100个字节的数据，如果发送端调用一次sendto发送100个字节，那么接收端也必须调用对应的一次recvfrom接收100个字节，而不能循环调用10次recvfrom，每次接收10个字节。

4.1 UDP的缓冲区
4.1.1 发送缓冲区
UDP没有真正意义上的发送缓冲区，调用sendto会直接教给内核，由内核将数据传给网络层协议进行后续的传输动作。
4.1.2 接收缓冲区
UDP具有接收缓冲区，但是这个接收缓冲区不能保证收到的UDP报的顺序和发送UDP的顺序一致。如果缓冲区满了，再到达的UDP数据就会被丢弃。

5.1. UDP协议的通讯流程
套接字基于UDP协议的工作流程，如下图所示：

【例】

//服务端
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

int main(int argc, char* argv[])
{
		if(argc != 3){
				printf("please enter ./server IP portn");
				return -1;
		}
		
		int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
		if(sockfd < 0){
				perror("socket error!n");
				return -1;
		}
		
		struct sockaddr_in server_addr;
		server_addr.sin_family = AF_INET;
		server_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
		server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
		
		int ret = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));
		if(ret < 0){
				perror("bind error!n");
				return -1;
		}
		
		char buff[1024];
		memset(buff, '', sizeof(buff));
		struct sockaddr_in client_addr;
		while(1){
			  socklen_t len = sizeof(client_addr);
			  ssize_t s = recvfrom(sockfd, buff, sizeof(buff)-1, 0, (struct sockaddr*)&client_addr, &len);
			  if(s > 0){
			  		buff[s] = 0;
			  		printf("recv:%sn", buff);
			  		sendto(sockfd, buff, strlen(buff), 0, (struct sockaddr*)&client_addr, sizeof(client_addr));
			  }
		}
		close(sockfd);
		return 0;
}

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

int main(int argc, char *argv[])
{
		if(argc != 3)
		{
				perror("Please use: ./server IP port!n");
				return -1;
		}
		
		int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
		if(sockfd < 0){
				perror("socket error!n");
				return -1;
		}
		
		struct sockaddr_in server_addr;
		server_addr.sin_family = AF_INET;
		server_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
		server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
		
		char buff[1024];
		memset(buff, '', sizeof(buff));
		struct sockaddr_in client_addr;
		while(1){
				socklen_t len = sizeof(client_addr);
				printf("Please enter:");
				fflush(stdout);
				ssize_t read_s = read(0, buff, sizeof(buff)-1);
				if(read_s > 0){
						buff[read_s - 1] = 0;
						sendto(sockfd, buff, strlen(buff), 0, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));
						ssize_t recv_s = recvfrom(sockfd, buff, sizeof(buff)-1, 0, (struct sockaddr*)&client_addr, &len);
						if(recv_s > 0){
								buff[recv_s] = 0;
								printf("recv:%sn", buff);
						}
				}
		}
		close(sockfd);
		return 0;
}

释：
1）socket的参数使用SOCK_DGRAM表示UDP。
2）UDP使用recvfrom()函数接收数据。recvfrom函数原型为：ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr * src_addr, size_t *addrlen)，前三个参数等同于函数read()的前三个参数，flags参数是传输控制标志。最后两个参数类似于accept的最后两个参数，接收哪里的数据，及数据大小。
3）UDP使用sendto()函数发送数据。sendto函数原型为：ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr * dest_addr, int addrlen)，前三个参数等同于函数write()的前三个参数，flags参数是传输控制标志。最后两个参数类似于connect的最后两个参数，发送数据的目的地，及数据大小。

6.1 UDP使用注意事项
UDP协议首部中有一个16位的最大长度，也就是说一个UDP能传输的数据最大长度是64K（包含UDP首部）。然而64K在当前的互联网环境下是一个非常小的数字。如果需要传输的数据超过64K，就需要在应用层手动的分包，多次发送并爱接收端手动拼接。

7.1 基于UDP的应用层协议
（1）NFS：网络文件系统
（2）TFTP：简单文件传输协议
（3）DHCP：动态主机配置协议
（4）BOOTP：启动协议（用于无盘设备启动）
（5）DNS：域名解析协议

Linux UDP协议

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