【网络编程】网络原理（一）

系列文章目录

1、 初识网络
2、网络编程的基础使用（一）

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前言

在前文中，主要对UDP和TCP协议有了简单的了解，而这两种协议是负责传输层的内容。我们知道，在传输层中，有IP地址和端口号的概念，在这里我们需要注意，每个进程/应用程序的端口号是不能被重复使用的。
在下面的文章中，我们将继续深入了解这两个协议。

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一、端口号的使用

在传输层中，两个进程不能绑定同一个端口号。

1. 如果一个是TCP服务器，一个是UDP服务器，二者使用同一个端口是不会影响的。同种协议下的二者进程端口号是不能一致的。
2. 一个进程可以同时绑定多个端口号。常见于根据端口号的不同提供，服务器执行的对应逻辑不相同。

二、UDP报文学习

1.报文格式

在UDP协议中，应用层数据抵达UDP之后，就会给这些数据加上UDP报头。
UDP数据报(DatagramPacket) = 报头+数据载荷
报头长度为8字节，分为4部分，每部分长度为2字节。 下图为UDP数据报的报文格式。

1. 源端口号：即发送方端口号。

2. 目的端口号：即接收方端口号。

3. UDP长度：长度为2字节，即0-65535b = 64kb 这就是一个UDP数据报最大的容量了。通过UDP长度我们就可以知道载荷的容量。
   我们知道，现如今64kb已经是一个很小的容量了，随着数据的增多，就会越来越接近于64kb的上限。这就会导致一份大容量的数据需要被拆分成多个UDP数据报的形式进行发送，不仅大大消耗了系统资源，同时对性能也是一个不小的考验。

4. UDP校验和(checkSum)：数据在网络传输过程中可能会存在数据出错的现象，我们称之为“比特翻转”。简单一点理解就是原本二进制为0的数据可能会在传输过程中变成二进制为1的情况。

    为此，我们需要对发送过来的数据进行检验，是否与原来的数据一致。[1]基于UDP数据报中本身容量的限制，在UDP中,我们只能做到检查数据是否出错的程度。使用的方式为CRC检验。[2]校验和的方式是对数据进行一系列的计算，如果数据发生改变，校验和得到的结果也就不相同了。
   

   对校验和简单理解：在A端对数据内容进行计算得到检验和A，而发送到B端后对数据内容计算得到校验和B，通过校验和B与检验和A对比之后就可以知道数据是否出错。
   

5. 由于UDP数据报属于不可靠传输，适用于性能要求比较高，可靠性要求不高的场景。

2.MD5算法

在UDP数据报中，只能通过CRC算法简单得出数据是否出错，却不能知道数据在哪个地方出错。
而之后不断推陈出新的协议中，开始引入了MD5算法，通过MD5算法，一个错误的数据和正确的数据之间所得出来的校验和相差巨大。可以通过这样的特性来弄清楚数据错误的大致位置。
对于MD5算法，将数据转换成16进制是十分简单的，而还原难度十分大。感兴趣的可以在下面的链接中进行测试。
MD5在线网站

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总结

在本文中，对于UDP协议的报文格式有了简单的了解，我们知道了UDP报文格式的内容，那么TCP报文会是什么情况呢？