UDP (User Datagram Protocol) 是一種無連接的傳輸層協(xié)議，主要用于支持數(shù)據(jù)報文的傳輸。它的主要特點包括簡單、高效、不保證可靠性和順序。

1.UDP協(xié)議基本概念

1.udp基于IP的簡單的協(xié)議，不可靠的協(xié)議
2.優(yōu)點：簡單、 輕量化、 傳輸速度高、要求可靠性不太高
3.缺點:沒有流量控制，沒有應(yīng)答確認機制。不能解決丟包重發(fā)錯順序問題

2.UDP 特點：

? 建立連接：與 TCP 不同，UDP 在發(fā)送數(shù)據(jù)前不需要建立連接。這意味著發(fā)送方可以直接向接收方發(fā)送數(shù)據(jù)報文。
? 發(fā)送數(shù)據(jù)：發(fā)送方向接收方發(fā)送數(shù)據(jù)報文時，每個數(shù)據(jù)報文都包含源端口、目的端口、長度和校驗和等信息。這些信息被封裝在 UDP 頭部中，隨后數(shù)據(jù)報文被傳遞給 IP 層進行發(fā)送。
? 接收數(shù)據(jù)：接收方接收到數(shù)據(jù)報文后，會檢查 UDP 頭部中的校驗和以驗證數(shù)據(jù)的完整性。如果校驗和正確，接收方將數(shù)據(jù)報文傳遞給上層應(yīng)用程序；如果校驗和錯誤，數(shù)據(jù)報文會被丟棄。
? 無確認機制：UDP 不提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_認機制，這意味著發(fā)送方不會收到接收方關(guān)于是否成功接收到數(shù)據(jù)的反饋。因此，UDP 不能保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
? 無序傳輸：UDP 不保證數(shù)據(jù)報文的順序，即發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)報文可能以不同的順序到達接收方。這要求上層應(yīng)用程序自行處理數(shù)據(jù)的排序問題。
? 多播和廣播：UDP 支持多播和廣播通信，允許多個接收方同時接收相同的數(shù)據(jù)報文，適用于視頻流媒體、在線游戲等應(yīng)用場景。

3.UDP示例

UDP 服務(wù)器

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;class UdpServer
{private const int Port = 5000;private const int BufferSize = 1024;static void Main(string[] args){// 創(chuàng)建一個 UDP 套接字UdpClient udpClient = new UdpClient(Port);IPEndPoint remoteEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, Port);Console.WriteLine("UDP Server is running...");while (true){try{// 接收數(shù)據(jù)報文byte[] receivedBytes = udpClient.Receive(ref remoteEndPoint);string receivedData = Encoding.UTF8.GetString(receivedBytes);Console.WriteLine($"Received data from {remoteEndPoint}: {receivedData}");// 發(fā)送響應(yīng)string responseData = "Message received!";byte[] sendBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(responseData);udpClient.Send(sendBytes, sendBytes.Length, remoteEndPoint);}catch (Exception ex){Console.WriteLine($"Error: {ex.Message}");}}}
}

UDP 客戶端

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;class UdpClientExample
{private const int Port = 5000;private const string ServerIp = "127.0.0.1";private const int BufferSize = 1024;static void Main(string[] args){// 創(chuàng)建一個 UDP 套接字UdpClient udpClient = new UdpClient();// 設(shè)置服務(wù)器的 IP 地址和端口IPEndPoint serverEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse(ServerIp), Port);Console.WriteLine("UDP Client is running...");while (true){try{Console.Write("Enter message to send: ");string message = Console.ReadLine();byte[] sendBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(message);// 發(fā)送數(shù)據(jù)報文udpClient.Send(sendBytes, sendBytes.Length, serverEndPoint);// 接收響應(yīng)byte[] receivedBytes = udpClient.Receive(ref serverEndPoint);string receivedData = Encoding.UTF8.GetString(receivedBytes);Console.WriteLine($"Received response from server: {receivedData}");}catch (Exception ex){Console.WriteLine($"Error: {ex.Message}");}}}
}

4.UDP 的應(yīng)用場景

以下展示 UDP 在不同應(yīng)用場景中的優(yōu)勢，尤其是在對實時性要求較高的場景中。

1. 在線視頻會議

場景描述： 在線視頻會議應(yīng)用（如 Zoom、Teams）通常使用 UDP 協(xié)議來傳輸音視頻數(shù)據(jù)。
? 發(fā)送數(shù)據(jù)：發(fā)送方（例如會議主持人）的攝像頭和麥克風(fēng)捕獲音視頻數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)被編碼成小的數(shù)據(jù)包，并通過 UDP 發(fā)送到接收方。
? 接收數(shù)據(jù)：接收方（例如參會者）接收到這些數(shù)據(jù)包后，解碼并顯示音視頻內(nèi)容。
? 無確認機制：由于 UDP 不提供確認機制，即使某些數(shù)據(jù)包丟失，也不會重新發(fā)送，這有助于減少延遲，保證實時性。
? 無序傳輸：接收方可能會接收到亂序的數(shù)據(jù)包，但視頻編解碼器通常能夠處理這種情況，確保視頻流暢播放。

2. 在線游戲

場景描述： 多人在線游戲（如《英雄聯(lián)盟》、《絕地求生》）通常使用 UDP 協(xié)議來傳輸游戲狀態(tài)數(shù)據(jù)。
? 發(fā)送數(shù)據(jù)：服務(wù)器或客戶端定期發(fā)送游戲狀態(tài)更新（如玩家位置、生命值等）到其他客戶端。
? 接收數(shù)據(jù)：接收方客戶端接收到這些狀態(tài)更新后，更新本地的游戲狀態(tài)。
? 無確認機制：即使某些狀態(tài)更新數(shù)據(jù)包丟失，也不會影響整體游戲體驗，因為后續(xù)的狀態(tài)更新會覆蓋之前的舊數(shù)據(jù)。
? 無序傳輸：游戲引擎通常能夠處理亂序的數(shù)據(jù)包，確保游戲狀態(tài)的準確性和實時性。

3. DNS 查詢

場景描述： DNS（域名系統(tǒng)）查詢通常使用 UDP 協(xié)議來解析域名。
? 發(fā)送數(shù)據(jù)：客戶端（如瀏覽器）向 DNS 服務(wù)器發(fā)送一個包含域名的查詢請求。
? 接收數(shù)據(jù)：DNS 服務(wù)器接收到查詢請求后，查找對應(yīng)的 IP 地址，并將結(jié)果返回給客戶端。
? 無確認機制：如果客戶端沒有收到響應(yīng)，它可能會重發(fā)查詢請求，但不會等待確認。
? 無序傳輸：DNS 查詢通常是一次性的，所以無序傳輸不是問題。

4. 多播視頻流

場景描述： 多播視頻流（如 IPTV）使用 UDP 協(xié)議將視頻數(shù)據(jù)同時發(fā)送給多個接收方。
? 發(fā)送數(shù)據(jù)：視頻服務(wù)器將視頻數(shù)據(jù)包發(fā)送到一個多播地址。
? 接收數(shù)據(jù)：所有訂閱了該多播地址的接收方都能接收到這些數(shù)據(jù)包。
? 無確認機制：即使某些數(shù)據(jù)包丟失，也不會重新發(fā)送，以保證視頻流的實時性。
? 無序傳輸：接收方可能會接收到亂序的數(shù)據(jù)包，但視頻編解碼器通常能夠處理這種情況，確保視頻流暢播放。

在某些場景，為什么用UDP，而不用TCP呢？

打個比方：就拿視頻來說，哪怕是某一時刻網(wǎng)絡(luò)不好導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟包了，那也影響也不大，頂多就是卡了一下或者花屏了一下，下一幀的數(shù)據(jù)包馬上就頂替上一次的數(shù)據(jù)了，實際對我們來說還是可接受的，由此可說，當(dāng)運用在可靠性低、時效性、快速高這場景下使用最合適不過了
要是換成TCP，有可能視頻會卡的很嚴重，無法直視，因為TCP 出現(xiàn)丟包了，還需要等丟的包發(fā)過來才行，這過程延遲就很高了

5.總結(jié)

UDP 提供了一種快速、簡單的數(shù)據(jù)傳輸方式，適用于對傳輸速度有較高要求而對可靠性要求相對較低的應(yīng)用場景。