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网络基础 - 用户数据报协议 (User Datagram Protocol, UDP) ​

1.1 什么是 UDP ​

1.1.1 UDP 的作用和特点 ​

UDP（用户数据报协议）是一种在计算机网络中使用的传输层协议，与 TCP 相比具有不同的特点。UDP 主要用于快速传输数据，特点如下：

  1. 无连接：UDP 是无连接的协议，不需要建立连接和断开连接的握手过程，这使得数据传输更加迅速。

  2. 简单性：UDP 的协议头相对较小，使得数据包的开销较小，适合用于实时传输和广播等场景。

  3. 不可靠性：UDP 不提供数据可靠性和完整性的保障，数据包可能会丢失、乱序或重复，因此需要应用层自行处理错误和重传。

1.2 UDP 的基本功能 ​

1.2.1 数据传输 ​

UDP 的基本功能是将数据从一个端点传输到另一个端点，它将数据分割成小的数据包并添加源端口和目标端口信息，然后将这些数据包通过网络传输。UDP 不关心数据包的顺序和可靠性。

1.3 UDP 的特点和不可靠性 ​

1.3.1 无连接 ​

UDP 是一种无连接的协议，它不需要像 TCP 那样进行连接的建立和断开，因此通信的开销较低。这使得 UDP 适用于需要快速数据传输的场景，如音频和视频流。

1.3.2 不可靠性 ​

UDP 的不可靠性表现在以下方面：

  1. 丢包：UDP 数据包在传输过程中可能会丢失，不提供重传机制。
  2. 乱序：数据包可能以不同的顺序到达目标端，应用层需要自行处理数据包的顺序问题。
  3. 重复：UDP 数据包可能会被重复传输，接收端需要处理重复数据包。

1.4 C 语言中的 UDP 编程 ​

  1. 创建套接字 在 C 语言中，可以使用 Socket API 来创建 UDP 套接字，套接字是网络通信的端点，用于数据传输。UDP 套接字可以通过 socket 函数创建。
  2. 数据传输 数据传输可以使用 sendto 函数来发送 UDP 数据包，需要指定目标地址和端口。接收数据则使用 recvfrom 函数，接收方会获得数据包的源地址和端口信息。
  3. 接收数据 UDP 的接收是非阻塞的，如果没有数据可接收，recvfrom 函数会立即返回，应用层需要自行处理接收到的数据包，包括解析数据和处理不可靠性问题。

总之，UDP 是一种快速但不可靠的协议，适用于需要实时数据传输和广播的场景，但应用层需要额外的处理来处理数据的可靠性和完整性。 在 C 语言中，可以使用 Socket API 来进行 UDP 编程。