千兆網UDP通信

以太網幀格式

圖8?12 以太網幀格式

表8?5 以太網幀格式說明

UDP協議分析

為什么UDP協議在FPGA實現時很受歡迎，最主要一個原因就是簡單，簡答到什么地步呢？UDP協議只是在IP的數據服務之上增加了復用和分用的功能和查錯檢驗的功能。

圖8?13 UDP協議示意圖

從上圖簡單總結幾個UDP的特點：

UDP是面向報文的，發送方的UDP只需要對應用數據報文添加相關首部后就向下交付，這個過程UDP對應用層交下來的數據報文，既不合并也不進行拆分，而是保留這些報文的邊界；

UDP 是無連接的，從圖中可以看出，UDP只是對應用數據添加首部后便以以太網幀格式進行發送，發送前不需要建立連接(發送數據結束時也沒有連接可釋放)，減少了開銷和發送數據之前的時延；

UDP 使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，主機不需要維持復雜的連接狀態表；

UDP 沒有擁塞控制，從上面可以看出，由于源主機只是進行發送（或接收），而不進行復雜的連接，從而網絡出現的擁塞也不會使源主機的發送速率降低。（說白了，就是發送時我不管數據能不能被準確接收，接收時也不管數據是否準確）這對某些實時應用是很重要的;

UDP 支持一對一、一對多、多對一和多對多的交互通信;

UDP 的首部開銷小，只有8個字節，比 TCP 的20個字節的首部要短。這就在產生首部時減少很多時間。

端口分用

上面提到UDP支持一對多交互通信，也就是端口分用。當運輸層從 IP 層收到 UDP 數據報時，就根據首部中的目的端口，把 UDP 數據報通過相應的端口，上交最后的終點——應用進程：

圖8?14 UDP基于端口的應用

如果接受方 UDP 發現收到的報文中的目的端口號不正確(即不存在對應于該端口號的應用程序)，就丟棄該報文，并由網際控制報文協議 ICMP 發送“端口不可達”差錯報文給發送方

UDP 的首部格式

用戶數據報 UDP 有兩個字段：數據字段和首部字段。首部字段很簡單，只有8個字節，由四個字段組成，每個字段都是兩個字節

首部字段

源端口 源端口號。在需要對方回信時。不需要時可用全0

目的端口 目的端口號。這在終點交付報文時必須使用

長度 UDP 用戶數據報的長度，其最小值是8(僅有首部)

檢驗和 檢測 UDP 用戶數據報在傳輸中是否有錯。有錯就丟棄

偽首部

UDP 用戶數據報首部中檢驗和的計算方法有些特殊。在計算檢驗和時，要在 UDP 用戶數據報之前增加 12 個字節的偽首部。所謂“偽首部”是因為這種偽首部并不是 UDP 用戶數據報真正的首部。只是在計算檢驗和時，臨時添加在 UDP 用戶數據報前面，得到一個臨時的 UDP 用戶數據報。檢驗和就是按照這個臨時用戶數據報來計算的。偽首部既不向下傳也不向上遞交，而僅僅是為了計算檢驗和。

圖8?15 UDP用戶數據報的首部和偽首部

總結

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