【TCP/IP】UDP协议数据格式和报文格式

【TCP/IP】UDP协议数据格式和报文格式

学习一个网络协议,主要就是学习“数据格式”/“报文格式”

源端口/目的端口端口号是属于传输层的概念

UDP 报头使用两个自己的长度来表示端口号

之所以端口号的范围是 0~65535,是因为底层网络协议做出了强制要求

如果使用一个 10 w 这样的端口,就会在系统底层被“截断”

UDP 并不关心后面的正文里面是什么数据,只需要关心报头里面是怎么组织的undefined网络通信中,涉及到四个关键信息:源 IP/目的 IP,源端口/目的端口报头里面分为四个部分,每个部分固定是两个字节(16 bit),里面没有分隔符,就是通过固定长度来进行区分的源端口:发出数据报那个程序使用的端口号——>发件人电话目的端口:接受这个数据报的程序使用的端口号——>收件人电话源 IP:发出数据报那个程序的 IP——>发件人地址目的 IP:接受这个数据报的程序的 IP——>收件人地址UDP报文长度UDP报文长度:报头长度 + 载荷长度

长度单位是字节,比如,报文长度 1024,——>整个 UDP 数据报就是 1024 字节;由于是两个字节来表示这个长度,所以最大值 65535——64 KB(65536/1024)64 KB 放在今天,是个很小的数字,所以如果使用 UDP 协议传输一个很大的数据,就会变得很麻烦UDP 用了好多年,一直挺好用,但随着业务的发展,广告越来越多,越来越复杂,导致一个网络响应数据报的体积越来越大,逐渐逼近 64 KB。一旦数据超过了 64 KB,就可能到值数据被截断,这样广告可能就无法正常显示了。对于这样的情况,有两个解决方案:

把一个大的数据报,拆分成多个,分别进行传输很快就被否决了;因为实现分包、组包的过程非常复杂,充满了不确定性直接使用 TCPTCP 对于长度没有限制,其自身也带有可靠传输这样的机制,对于整体的通信质量来说也是有利的代码的修改成本比较低校验和前提:网络传输过程中,非常容易出现错误

电信号/光信号/电磁波——>收到环境的干扰,使里面传输的信号发生改变校验和存在的目的,就是为了能够“发现”或者“纠正”这里的错误。就可以给传输的数据中,引入“额外信息”,用来发现/纠正传输数据的错误

这里的额外信息就是 checksum如果只是发现错误,需要携带的额外信息,就可以少一些(发现就会丢弃掉,不会让对方重发)如果是想要纠正错误,携带的额外信息就要更多(消耗更多带宽)举个例子:你妈让你去买菜,西红柿、鸡蛋、茄子、晃过,最后补充一句“一共四样”

这里的“一共四样”起到的作用就相当于是“校验和”。通过“一共四样”你可以对手里的菜进行检查,有没有买多、买少

但这样的“校验和”并不能准确的识别出问题,而且容易误判。所以我们希望校验和可以更严格地检查数据的内容,可以结合内容/内容的片段来生成校验和

比如你在默写金庸先生的十五部作品的名称,写完后,你可以通过“飞雪连天射白鹿,笑书神侠倚碧鸳”这一幅对联和你写的书名的第一个字对一下,若能对象,就说名此处的名字都是正确的

这样的校验和就是基于内容来进行校验的

虽然出错的数据恰好没有被校验出来,这可情况也是可能会发生的但是一个良好的校验和算法,可以让上述问题发生的可能性非常低CRC 校验和(循环冗余校验)把 UDP 数据报整个数据都进行遍历,分别取出每个字节,往一个两个字节的变量上进行累加

由于整个数据可能会很多,所以加着加着可能就结果溢出了,但溢出也没关系我们重点关心的不是最终加和是多少,而是校验和结果是否会在传输中发生改变例如:我们去传输一个 UDP 数据报发送方整合整个 UDP 数据,基于这些数据,计算得到一个 checksum1接收方收到的数据:

1. 数据的内容

2. 校验和 checksum1

- 接收方就可以根据数据的内容,按照同样的算法,再算一遍校验和,得到 checksum2如果传输的数据在网络通信过程中,没有发生任何改变,则一定有 checksum1 == checksum2MD5 算法本质上是一个“字符串 hash 算法”

特点:

定长:无论输入的字符串长度多长,算出的 MD5 的结果都是固定长度——>适合做校验和算法分散:输入的字符串哪怕只有一点点发生改变,得到的 MD5 的值都会相差很大——>适合做 hash 算法不可逆:根据输入内容,计算 MD5 非常简单,但是如果想通过 MD5 值还原出原始的内容,理论上是不可行——>适合作为加密算法

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