浅谈以太网中的UDP编程

关于Internet上传输的、udp数据的大小问题,在论坛找到的帖子

http://bbs.csdn.net/topics/20299532#new_post

转Delphi大富翁上的帖子的一部分,具体的帖子见

http://www.delphibbs.com/delphibbs/dispq.asp?lid=726166

轮子学习笔记一:浅谈以太网中的UDP编程 

1.在进行UDP编程的时候,我们最容易想到的问题就是,一次发送多少bytes好? 
当然,这个没有唯一答案,相对于不同的系统,不同的要求,其得到的答案是不一样的,我这里仅对 
像ICQ一类的发送聊天消息的情况作分析,对于其他情况,你或许也能得到一点帮助: 
首先,我们知道,TCP/IP通常被认为是一个四层协议系统,包括链路层,网络层,运输层,应用层. 
UDP属于运输层,下面我们由下至上一步一步来看: 
以太网(Ethernet)数据帧的长度必须在46-1500字节之间,这是由以太网的物理特性决定的. 
这个1500字节被称为链路层的MTU(最大传输单元). 
但这并不是指链路层的长度被限制在1500字节,其实这这个MTU指的是链路层的数据区. 
并不包括链路层的首部和尾部的18个字节. 
所以,事实上,这个1500字节就是网络层IP数据报的长度限制. 
因为IP数据报的首部为20字节,所以IP数据报的数据区长度最大为1480字节. 
而这个1480字节就是用来放TCP传来的TCP报文段或UDP传来的UDP数据报的. 
又因为UDP数据报的首部8字节,所以UDP数据报的数据区最大长度为1472字节. 
这个1472字节就是我们可以使用的字节数。:) 

当我们发送的UDP数据大于1472的时候会怎样呢? 
这也就是说IP数据报大于1500字节,大于MTU.这个时候发送方IP层就需要分片(fragmentation). 
把数据报分成若干片,使每一片都小于MTU.而接收方IP层则需要进行数据报的重组. 
这样就会多做许多事情,而更严重的是,由于UDP的特性,当某一片数据传送中丢失时,接收方便 
无法重组数据报.将导致丢弃整个UDP数据报。 

因此,在普通的局域网环境下,我建议将UDP的数据控制在1472字节以下为好. 

进行Internet编程时则不同,因为Internet上的路由器可能会将MTU设为不同的值. 
如果我们假定MTU为1500来发送数据的,而途经的某个网络的MTU值小于1500字节,那么系统将会使用一系列的机 
制来调整MTU值,使数据报能够顺利到达目的地,这样就会做许多不必要的操作. 

鉴于Internet上的标准MTU值为576字节,所以我建议在进行Internet的UDP编程时. 
最好将UDP的数据长度控件在548字节(576-8-20)以内. 

2.UDP数据报的覆盖和重叠问题? 
有的兄弟说使用UDP编程时会出现数据的覆盖和重叠问题, 
所谓覆盖,即发送第一条消息为"第一条",第二条消息为"第二条". 
而接收到的两条消息皆为"第一条". 
而重叠,即指当发送"第一条","第二条"两条消息后. 
收到的第一条消息可能是不固定的,比如"第一条第二","第一条第二条"等. 
这种重叠的情况在TCP编程中是常见的. 
但是在我的编程经验中,从来没有遇到过这两种情况. 

我在局域网中在机器A用使死循环连续不断的向机器B发送UDP数据报. 
但一直没有出现上面的两个问题. 

因此我认为,根据UDP协议的特性,不会象基于字节流连接的TCP一样出现重叠问题. 
有兄弟说,他在局域网试也没有问题,但在Internet上会.是不是路由器对数据进行组合, 
或者说两条消息同时到达? 

我想两条消息到达的时延无论如何不会比在局域网中的时延短吧?即时有,那种机率也是很少的. 
而对于路由数据进行了重组,我认为,即使假定路由器对数据进行了重组,这也对导致UDP数据报 
在接收时发现数据报中的校验和与数据不一致而丢弃该数据报。 

暂定写到这里吧,欢迎兄弟们指正,讨论。:P 

Email:[email protected] 

轮子 

2001.9.25 
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