UDP传输层通信协议详解
引言
在计算机网络通信的广阔天地中，传输层协议扮演着至关重要的角色。它们负责在网络中的两个终端之间建立、管理和终止数据传输。在众多传输层协议中，UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）以其独特的特性和应用场景脱颖而出。UDP传输层通信协议详解，将为我们揭示这一协议的工作原理、优缺点以及在现代网络通信中的重要作用。
以下是本文需要的几个基础知识。
UDP协议
0-31表示宽度，第一行的数据就是位段前两个数据，分别占用了16位
可以看到UDP的报头与格式还是比较简单的，符合了UDP效率高，不可靠的特性。
UDP的报头一共8字节，8*8 = 64bite，所以内部采用了位段（比特位）的方式梳理结构。包含了源端口号与目的端口号的信息（uint16_t）
校验和解读
### 工作原理
1. **计算校验和**：发送方在发送数据之前， 会计算整个UDP数据报的校验和。这个计算包括 UDP头部、UDP数据以及一个伪头部（pseudo-header）。 伪头部包含了源IP地址、目的IP地址、保留位（置为0）、协议号（对于UDP来说是17）和UDP数据报的长度。
2. **伪头部的使用**：伪头部 并不真正存在于UDP数据报中，它仅在计算校验和时被使用。伪头部的目的是为了 确保数据报在传输过程中能够正确地到达目的地，即使它们在传输过程中可能会经过不同的网络路径。
1. **接收方验证**：接收方在收到UDP数据报后， 会重新计算整个数据报（包括伪头部）的校验和，并与数据报中携带的校验和进行比较。
2. **错误检测**：如果接收方计算出的校验和与数据报中的校验和不匹配，那么接收方可以认为数据在传输过程中发生了错误。在这种情况下， UDP通常会丢弃这个数据报，并且不会通知发送方。
- **简单性**：校验和的计算相对简单，不需要复杂的算法。
- **有限性**：1 6位的校验和只能检测出一定范围内的错误，它不是绝对可靠的。例如，它不能保证检测出所有类型的错误，也不能纠正错误。
- **无连接性**：由于 UDP是无连接的，校验和是UDP提供的一种基本错误检测手段，但它不保证数据的可靠传输。
- 如果发送方或接收方在 计算校验和时发现错误， UDP协议本身不会尝试重传数据报， 这是与TCP协议的一个重要区别。
- 在某些特殊情况下 ，发送方可以选择不计算校验和，并将校验和字段置为0。这通常用于 性能敏感的应用，但这样做会降低错误检测的能力。
UDP的特点
面向数据报
UDP使用注意事项
基于UDP的应用层协议
DNS
DNS（Domain Name System，域名系统）是一种用于将域名和IP地址相互转换的分布式数据库和协议。DNS的主要目的是便于人们使用易于记忆的域名来访问互联网上的资源，而不需要记住复杂的IP地址。以下是DNS协议的简介：
### 功能：
- **域名解析**：将人类可读的域名（如 www.example.com）转换为机器可读的IP地址（如 192.0.2.1）。
- **反向解析**：将IP地址转换为对应的域名（主要用于某些网络管理和安全功能）。
- **域名服务**：提供域名注册、更新和删除等服务。
### 工作原理：
1. **递归查询**：
- 用户在浏览器中输入域名，计算机会向本地DNS服务器发送解析请求。
- 如果本地DNS服务器没有缓存该域名的记录，它会作为递归解析器，向其他DNS服务器发送查询请求，直到找到解析结果。
2. **迭代查询**：
- DNS服务器之间通常使用迭代查询。当一个DNS服务器收到查询请求时，如果它没有所需的信息，它会返回另一个DNS服务器的地址，让请求者向该服务器发送新的查询。
3. **DNS记录**：
- DNS记录存储在DNS服务器上，它们包含有关域名的各种信息，如A记录（域名到IPv4地址的映射）、AAAA记录（域名到IPv6地址的映射）、MX记录（邮件交换记录）、CNAME记录（别名记录）等。
### DNS服务器类型：
- **根域名服务器**：顶级域名（如.com、.net、.org）的DNS服务器。
- **顶级域名服务器**（TLD）：管理特定顶级域名的DNS服务器。
- **权威域名服务器**：管理特定域名的DNS服务器。
- **本地DNS服务器**：通常由互联网服务提供商（ISP）或组织提供，为用户提供本地解析服务。
### 安全性：
- DNS存在一些安全风险，如DNS劫持、缓存投毒等。
- 为提高安全性，可以使用DNSSEC（DNS安全扩展）来验证DNS响应的真实性和完整性。
DNS是互联网基础设施的重要组成部分，它使得用户能够通过简单的域名来访问互联网上的各种资源。