TCP 是一个面向连接的协议,TCP 在 IP 报文的基础上,增加了诸如重传、确认、有序传输、拥塞控制等能力,通信的双方是在一个确定的上下文中工作的。
而 UDP 则不同,UDP 没有这样一个确定的上下文,它是一个不可靠的通信协议,没有重传和确认,没有有序控制,也没有拥塞控制。我们可以简单地理解为,在 IP 报文的基础上,UDP 增加的能力有限。
UDP 不保证报文的有效传递,不保证报文的有序,也就是说使用 UDP 的时候,我们需要做好丢包、重传、报文组装等工作。
既然如此,为什么我们还要使用 UDP 协议呢?
答案很简单,因为 UDP 比较简单,适合的场景还是比较多的,我们常见的 DNS 服务,SNMP 服务都是基于 UDP 协议的,这些场景对时延、丢包都不是特别敏感。另外多人通信的场景,如聊天室、多人游戏等,也都会使用到 UDP 协议。( 因为 UDP 不会因为拥塞控制降低发送端的发送速率 )
面向报文的传输方式是应用层交给UDP多长的报文,UDP就照样发送,即一次发送一个报文。因此,应用程序必须选择合适大小的报文。若报文太长,则IP层需要分片,降低效率。若太短,则可能导致频繁的发送。
UDP对应用层交下来的报文,既不合并,也不拆分,而是保留这些报文的边界。这也就是说,应用层交给UDP多长的报文,UDP就照样发送,即一次发送一个报文。
服务器端创建 UDP 套接字之后,绑定到本地端口,调用 recvfrom 函数等待客户端的报文发送;客户端创建套接字之后,调用 sendto 函数往目标地址和端口发送 UDP 报文,然后客户端和服务器端进入互相应答过程。
recvfrom 和 sendto 是 UDP 用来接收和发送报文的两个主要函数:
#include <sys/socket.h>
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buff, size_t nbytes, int flags,
struct sockaddr *from, socklen_t *addrlen);
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buff, size_t nbytes, int flags,
const struct sockaddr *to, socklen_t *addrlen);
sockfd、buff 和 nbytes 是前三个参数。sockfd 是本地创建的套接字描述符,buff 指向本地的缓存,nbytes 表示最大接收数据字节。
第四个参数 flags 是和 I/O 相关的参数,这里我们还用不到,设置为 0。