一.补充知识

1.1传输层

之前介绍了应用层HTTP协议与HTTPS协议，表示如何对数据进行划分，进行处理，交给用户。其实应用层之后要把数给传输层。传输层负责可靠性传输，确保数据能够可靠地传送到目标地址（UDP不太可靠）

1.2端口号

端口号(Port) 标识了一个主机上进行通信的不同的应用程序。当主机从网络中获取到数据后，需要自底向上进行数据的交付，数据上交给那个程序就由端口号来决定。在 TCP/IP 协议中 , 用 " 源 IP", " 源端口号 ", " 目的 IP", " 目的端口号 ", " 协议号 " 这样一个五元组来标识一个通信。

端口号范围划分：

0 - 1023: 知名端口号, HTTP, FTP, SSH等这些广为使用的应用层协议, 他们的端口号都是固定的，端口号和进程是一一对应的。

1024 ~ 65535：操作系统动态分配的端口号。客户端程序的端口号就是由操作系统从这个范围分配的。

一些知名端口号：

ssh服务器，使用22端口。
ftp服务器，使用21端口。
telnet服务器，使用23端口。
http服务器，使用80端口。
https服务器，使用443端口。

我们可以查看/etc/services文件，该文件是记录网络服务名和它们对应使用的端口号及协议。

一个端口号只能绑定一个进程，但一个进程可以绑定多个端口号

1.3netstat

netstat是一个用来查看网络状态的重要工具。

n：拒绝显示别名，能显示数字的全部转换成数字。
l：仅列出处于LISTEN（监听）状态的服务。
p：显示建立相关链接的程序名。
t(tcp)：仅显示tcp相关的选项。
u(udp)：仅显示udp相关的选项。
a(all)：显示所有的选项，默认不显示LISTEN相关。

查看TCP相关的网络信息时，一般选择使用nltp组合选项，例如：

补充：pidof命令可以通过进程名，查看进程id，比较方便

二.UDP

2.1UDP协议格式

16位源端口号：自己的进程的端口号
16位目的端口号：要访问的目标进程的端口号

16位UDP长度：表示整个数据报(UDP首部+UDP数据)的最大长度；就是为了让UDP成为数据报式，而不是流式的。

数据报：报文和报文之间有明显边界，因为有16位UDP长度。

注意：我们在进行网络套接字编程时，所用到的接口是在应用层与传输层之间的，是操作系统提供的。socket接口往下的传输层实际就是由操作系统管理的，因此UDP是属于内核管理的，是操作系统本身协议栈自带的，其代码不是由上层用户编写的，UDP的所有功能都是由操作系统完成，因此网络也是操作系统的一部分。

2.2UDP如何将有效载荷上交给上层

UDP上层有许多应用层协议，应用层的每一个网络进程都会绑定一个端口号，只需把数据上交给与目的端口号相同的进程即可。

2.3UDP如何将报头与有效载荷进行分离？

UDP的报头当中只包含四个字段，每个字段的长度都是16位，总共8字节。因此UDP采用的实际上是一种定长报头，UDP在读取报文时读取完前8个字节后，其余的就是有效载荷。

2.4理解报头

报头就是带有位段的结构体，添加报头时，本质就是将数据拷贝到对应内核的空间当中。

当应用层将数据交给传输层后，在传输层就会创建一个UDP报头类型的变量，然后填充报头当中的各个字段，此时就得到了一个UDP报头。

此时操作系统再在内核当中开辟一块空间，将UDP报头和有效载荷拷贝到一起，此时就形成了UDP报文。

2.5.UDP协议特点

无连接: 知道对端的IP和端口号就直接进行传输, 不需要建立连接;
不可靠: 没有确认机制, 没有重传机制; 如果因为网络故障该段无法发到对方, UDP协议层也不会给应用层返回任何错误信息;（不可靠可理解为：传输过程UDP报文丢失就真的丢失了。优点是：代码简单，维护简单，效率更高等）
面向数据报:当应用层交给UDP多长的报文，UDP就原样发送，既不会拆分，也不会合并，这就叫做面向数据报，不能够灵活的控制读写数据的次数和数量。

2.6UDP缓冲区

UDP没有真正意义上的 发送缓冲区.，会调用sendto会直接交给内核, 由内核将数据传给网络层协议进行后续的传输动作，但它具有接受缓冲区。

原因：如果UDP收到一个报文后是因为上次收到的报文没有被上层读取，而被迫丢弃一个可能并没有错误的报文，这就浪费了资源。UDP的接收缓冲区的作用就是，将接收到的报文暂时的保存起来，供上层读取。但是这个接收缓冲区不能保证收到的UDP报的顺序和发送UDP报的顺序一致（即：UDP报文大概率乱序，因为UDP不保证可靠性）; 如果缓冲区满了, 再到达的UDP数据还是会被丢弃。