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2013年(50)

我的朋友

分类: LINUX

2013-04-05 16:40:19

TCP、UDP数据包传输


UDP 和TCP协议利用端口号实现多项应用同时发送和接收数据。数据通过源端口发送出去,通过目标端口接收。有的网络应用只能使用预留或注册的静态端口;而另外 一些网络应用则可以使用未被注册的动态端口。因为UDP和TCP报头使用两个字节存放端口号,所以端口号的有效范围是从0到65535。动态端口的范围是 从1024到65535。  

    MTU最大传输单元,这个最大传输单元实际上和链路层协议有着密切的关系,EthernetII帧的结构DMAC+SMAC+Type+Data+CRC 由于以太网传输电气方面的限制,每个以太网帧都有最小的大小64bytes最大不能超过1518bytes,对于小于或者大于这个限制的以太网帧我们都可 以视之为错误的数据帧,一般的以太网转发设备会丢弃这些数据帧。

    由于以太网EthernetII最大的数据帧是1518Bytes这样,刨去以太网帧的帧头(DMAC目的MAC地址48bit=6Bytes+SMAC 源MAC地址48bit=6Bytes+Type域2bytes)14Bytes和帧尾CRC校验部分4Bytes那么剩下承载上层协议的地方也就是 Data域最大就只能有1500Bytes这个值我们就把它称之为MTU。


UDP 包的大小就应该是 1500 - IP头(20) - UDP头(8) = 1472(BYTES)
TCP 包的大小就应该是 1500 - IP头(20) - TCP头(20) = 1460 (BYTES)


注*PPPoE 所谓PPPoE就是在以太网上面跑“PPP”。随着宽带接入(这种宽带接入一般为Cable Modem或者xDSL或者以太网的接入),因为以太网缺乏认证计费机制而传统运营商是通过PPP协议来对拨号等接入服务进行认证计费的,所以引入 PPPoE。PPPoE导致MTU变小了以太网的MTU是1500,再减去PPP的包头包尾的开销(8Bytes),就变成1492。不过目前大多数的路 由设备的MTU都为1500。


    如 果我们定义的TCP和UDP包没有超过范围,那么我们的包在IP层就不用分包了,这样传输过程中就避免了在IP层组包发生的错误;如果超过范围,既IP数 据报大于1500字节,发送方IP层就需要将数据包分成若干片,而接收方IP层就需要进行数据报的重组。更严重的是,如果使用UDP协议,当IP层组包发生错误,那么包就会被丢弃。接收方无法重组数据报,将导致丢弃整个IP数据报。UDP不保证可靠传输;但是TCP发生组包错误时,该包会被重传,保证可靠传输。

    UDP数据报的长度是指包括报头和数据部分在内的总字节数,其中报头长度固定,数据部分可变。数据报的最大长度根据操作环境的不同而各异。从理论上说,包含报头在内的数据报的最大长度为65535字节(64K)。

    我们在用Socket编程时, UDP协议要求包小于64K,TCP没有限定。

    不过鉴于Internet上的标准MTU值为576字节,所以建议在进行Internet的UDP编程时,最好将UDP的数据长度控制在548字节 (576-8-20)以内。

 

就具体函数而言:

    用UDP协议发送时,用sendto函数最大能发送数据的长度为:65535- IP头(20) - UDP头(8)=65507字节。用sendto函数发送数据时,如果发送数据长度大于该值,则函数会返回错误。  

    用TCP协议发送时,由于TCP是数据流协议,因此不存在包大小的限制(暂不考虑缓冲区的大小),这是指在用send函数时,数据长度参数不受限制。而实 际上,所指定的这段数据并不一定会一次性发送出去,如果这段数据比较长,会被分段发送,如果比较短,可能会等待和下一次数据一起发送。

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