UDP協議，作為一個面試網際網路公司幾乎必問的題目，你真的有回答好嗎？
請你講一下什麼是UDP。
請你說一下TCP和UDP的區別。
請你說下UDP在哪些場景用到。
請你說下UDP的特性。
請你......
（求求你不要再問了，嗚嗚嗚）
面試的時候，UDP回答好了，並且能答到一些讓面試官覺得眼前一亮的點，會給你面試加不少分，並且作為一個基礎問題，更能看出候選人的基礎到底牢不牢固，這個問題沒有回答好，基本就與offer失之交臂。所以讓我們一起來快樂的學習下UDP吧~
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網路原理tcp/udp，網路程式設計epoll/reactor，面試中正經“八股文”
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UDP它是一種使用者資料報協議，即User Datagram Protocol。UDP和TCP都屬於運輸層協議中的一種。
UDP的主要特點有：
1.UDP是無連線的，所以在傳送資料前和傳送資料後，都不需要建立連線和斷開連線，減少了開銷。
2.UDP使用盡最大努力交付，即UDP它不保證可靠交付，這個我稍後會舉一個例子，說明什麼是盡最大努力交付。
3.UDP是面向報文的，傳送方的UDP只在應用程式交下來的報文添加了首部後就交付給IP層。UDP對應用層交下來的報文，既不合並，也不拆分，也就是說應用層交給UDP多長的報文，UDP就照樣的傳送，UDP一次交付一個完整的報文。為了提高效率，應用程式必須選擇合適大小的報文，如果報文過長，那麼UDP把它交給IP層，IP層可能需要進行分片；如果報文太短，會使得IP資料報的首部相對長度較大，兩種情況都會使得IP層的效率降低。
4.UDP沒有擁塞控制，所以當網路出現擁塞的時候不會使得源主機的傳送速率降低，這非常適用於對實時性要求高的應用，比如實時視訊會議等等，它要求源主機以恆定的速率傳送資料，並且允許在網路發生擁塞的時候丟失部分資料，對時延要求較高（當很多源主機都同時向網路傳送高速率的實時影片流時，網路就有可能傳送擁塞，所以不適用擁塞控制功能的UDP是有可能會引起網路產生嚴重擁塞的問題）。
5.UDP支援一對一，一對多，多對一和多對多的互動通訊。
6.UDP的首部開銷小，只有8個位元組，相對於TCP的20位元組，要短很多。
使用者資料報UDP包含有兩個欄位，一個是首部欄位，另外一個是資料欄位。首部欄位有8個位元組，分別由四種資訊組成，每個資訊長度都是為2個位元組的。
1.源埠：源主機的傳送該資訊的埠號，如果不需要對方回信，則可以置為0。
2.目的埠：目的地的埠號，在終點交付報文的時候需要用到。
3.長度：UDP使用者資料報的長度。
4.檢驗和：檢測UDP使用者資料報在傳輸中是否有錯。
接下來我們來討論下它是如何盡最大努力交付。
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首先在傳送方，在傳送前，會先生成一個偽首部，這個偽首部既不向下傳遞也不向上遞交，只是為了做檢驗和臨時生成的，在傳送方填完檢驗和欄位到UDP首部後，就會去除偽首部。
偽首部是12位元組大小，包括有分別都是4位元組的源IP地址，目的IP地址，1個位元組的全0，和儲存1個位元組大小的17（UDP在IP報文的協議號是17），最後2位元組儲存UDP使用者資料報的長度。
也許有人就會問了，要這個1位元組的全0有什麼用呢？因為為了做檢驗和，UDP把偽首部和UDP使用者資料報看做由許多16位的字（即兩個位元組）組成起來的。那麼偽首部有12位元組，可以分為6個字，UDP首部有8個位元組，共4個字，UDP資料部分如果是奇數個位元組，那麼就需要填入一個全零的位元組（這個位元組不會發送），籌齊16位的字。然後把這些資料透過二進位制的方式加起來，然後取它們的反碼，寫入檢驗和欄位中。需要注意的是，因為校驗和是16位大小的，即兩個位元組。我們在計算的過程中可能會發生進位的情況，這個時候需要把高位溢位的數移到最低位相加。
例子：
1111 1111 1111 1111
+0000 0000 0000 0001
——————————————————————
0000 0000 0000 0001
取反：1111 1111 1111 1110這個時候1111 1111 1111 1110就會填入檢驗和。接收方在接收的時候，會透過獲得的UDP使用者協議報生成偽首部，然後把資料分成16位的字再次加起來，這次不取反碼了，直接和UDP首部中的檢驗和做加法，如果得到的是全1，那麼代表使用者資料報在傳輸的過程沒有丟失，如果出現的不是全1，則代表有差錯，接收方就應該丟棄這個UDP使用者資料報。
但是這也僅僅只能解決資料缺失的問題，如果這裡面16bit資料做了位置交換，那麼UDP是檢測不出來的。但是也有許多技術是使用到的UDP協議，包括有：TFTP，SNMP，NFS，DNS，BOOTP等。
這裡和大家在科普一個知識點，QQ傳送訊息使用的就是UDP協議，大家也許會驚訝說，這怎麼可能？UDP有亂序和丟包問題，使用QQ傳送訊息從來沒見過亂序的情況呀，洪爵你是不是在吹牛。
這是真的，UDP是運輸層協議，它本身不能保資料的順序性，但是QQ是在其之上的應用層去保證了它的順序性，如果大家感興趣，洪爵可以出一期影片給大家演示一下它是如何做到的。什麼？我怎麼知道大家感不感興趣？大家可以透過讚賞本篇文章...咳咳，公眾號給我發信息呀，告訴洪爵想要看（讚賞的話就更好了）。
好的，咱們繼續聊UDP，大家知道UDP資料報能傳送的最大長度嗎？
之前有說到，UDP首部中有2個位元組儲存了UDP的使用者資料報的長度，那麼2個位元組即16位，所以UDP使用者資料報最大長度不能超過2^16-1 = 65535位元組。UDP首部佔用了8個位元組，IP層首部佔用了20個位元組，那麼就只剩下65535-8-20=65507個位元組；除此之外，能限制UDP使用者資料報長度的還有UDP的緩衝區大小，所以UDP能傳送的最大長度 = min（緩衝區大小，65507），然而這就是最終結果嗎？當然不是，得出來的只是理想的最長長度，因為還有最後一層能控制UDP傳輸長度的情況，就是MTU的大小（最大傳輸單元，Maximum Transmission Unit）。乙太網資料幀的長度必須在46-1500位元組之間，這是由乙太網的物理特性決定的，這個1500位元組被稱為鏈路層的MTU。
不過鑑於Internet上的標準MTU值為576位元組，所以建議在進行Internet的UDP程式設計時，最好將UDP的資料長度控制在 (576-8-20)548位元組以內。並且Internet上許多路由器也是為576，所以為了適配，設定為500+為最理想，騰訊遊戲使用的MTU就是500+。
難道說要傳送UDP資料報只能傳送小於等於MTU大小的嗎？其實UDP並不會受到MTU的影響，MTU只會影響下層IP分片，如果你傳送數倍於MTU的資料，導致IP層大量分片，這種情況下，如果某個分片丟失了，就會導致整個UDP資料報無效。所以一般不會去傳送過大的UDP使用者資料報。
UDP，應該說UDP所在的運輸層還有一個很重要的功能：複用和分用。
同一時間可能有多個應用程式與外界程序進行互動，這個時候大家都可以透過運輸層傳送到IP層（網路層）。
接收端在接收UDP後，如果發現收到的報文中的目的埠號不正確，就會丟棄這個報文，並且透過網際控制報文協議ICMP傳送“埠不可達”差錯報文給傳送方。如果正確，則會把UDP使用者資料報透過相應的埠，上交到對應埠號的應用程序。
好啦，UDP就講到這裡了，相信大家啃完這篇文章，面試再回答UDP就能完虐面試官。
