JavaEE初阶-网络原理1

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前言

学习一个网络协议，最主要就是学习的报文格式，对于UDP来说，应用层数据到达UDP之后，会给应用层数据报前面加上UDP报头。
UDP数据报=UDP包头+载荷

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一、UDP报头

如上图UDP的报头主要就分为四个部分，分别占据两字节的空间。
前两个源端口号和目的端口号很好理解就是客户端以及服务器的端口号，用来表示主机上的程序的。第三个UDP长度，因为只占了两个字节的空间，所以UDP数据包的长度加上包头最多只能达到64kb的长度，这是很局限的。不禁会想，为什么不把UDP的长度设置的高一点呢？实际上UDP出现的时代很早，那时64kb已经完全满足通信需求了，只是随着我们现在网络的发展才越来越不够用了。那为什么现在不能够改一下UDP提高它的长度呢？对于这件事也没想象中的简单，单个主机的修改或升级是没有意义的，需要对端也升级，也就是说要升级全世界得一起升级，这个成本难以想象。并且如果单独你升级了，和别人通信不了，站在别人的角度就是你那边除了bug。

二、UDP校验和

数据在网络传输的过程中是很容易出错的，我们需要有办法去对传输的数据进行校验，校验分为两层，第一层就是发现是否出错，第二层就是找到错误在哪并且纠错，这两层本质上都是要引入额外的冗余信息，但是第二层的代价比较大，在UDP数据报中实现到了第一层，发现是否有错。
校验和就是拿着数据进行一系列计算得到结果，如果数据部分发生改变此时得到的结果也就不一样。在通信过程中就是接收方拿到UDP数据包后计算数据包的校验和然后和UDP首部的校验和比较，相同则代表未发生意外，相异则说明数据出了问题。

2.1 CRC

UDP中使用CRC算法（循环冗余校验）计算校验和，这种算法首先设定两个字节的变量，然后把数据报中的每个字节取出来往这个变量上累加，如果结果超出两个字节，溢出部分就舍弃。
这个方法主要是为了让数据的每个字节都参与到运算中去都能够影响结果，最终算的是啥不关键，关键在于接收方算出的校验和和发送方算的是否相同。
假设使用一个很大的变量来保存最终总结果，能够得到精确值，但是也是用来完成相同/不同的比较，具体多少也不关键，所以为了节省空间，高位就可以不要了，就留最低两个字节即可。

2.2 md5

除了CRC之外，还有一个很常用的方法md5，可以作为字符串hash算法。
md5的三个特点：
（1）定长：无论你的输入是什么，md5的输出都是定长的字符串。
（2）不可逆：通过原输入计算md5成本很低，将md5字符串还原成原输入成本非常高，仅仅理论上可行。
（3）分散：输入的内容哪怕改变一点点，差异都很大。