一、UDP 是什么
UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议），属于传输层协议，基于IP协议。
无连接、不可靠传输、面向报文。
一句话概括：发完就不管，不握手，不重传，不等待确认。
端口：和TCP一样，使用端口号区分主机上不同应用进程。
二、UDP 核心特点
- 无连接
通信前不需要像TCP一样三次握手建立连接；发送方直接把数据报丢给IP层发送，不需要预先协商。 - 不可靠
没有ACK确认应答、没有超时重传。数据包丢了就丢了，UDP不会重试。 - 面向报文
应用层交给UDP多大的报文，UDP就原样打包发送，不会拆包粘包。接收方一次读取一个完整报文。
对比TCP：TCP面向字节流，存在粘包拆包。
- 没有流量控制、没有拥塞控制
发送方想发多快就发多快，网络拥塞、接收缓冲区满时，报文直接丢弃。 - 头部开销极小
UDP头部固定仅8字节，相比TCP最小20字节，开销很小。
三、UDP报文头部结构
UDP头部只有4个字段，总共8字节：
- 源端口：发送进程端口
- 目标端口：接收进程端口
- 长度：UDP头部 + 数据的总字节长度
- 校验和：校验头部+数据，检测传输错误；校验失败直接丢弃报文，不重传
没有序列号、ACK、窗口等复杂字段。
四、适用场景（重点考点）
适合允许少量丢包，但要求低延迟的场景：
- DNS：域名解析，默认UDP 53端口；单次查询报文短，丢包可以上层重试
- DHCP：动态获取IP
- 音视频通话、直播（RTP）：视频音频丢一点点包，人眼感知不明显，但不能卡顿等待重传
- 游戏实时对战：FPS、MOBA类，优先低延迟
- TFTP：简单文件传输协议
一句话记忆：对实时性要求高，可以丢少量数据，选用UDP；要求数据完整不丢失，选用TCP。
五、UDP 和 TCP 对比
| 对比项 | TCP | UDP |
|---|---|---|
| 连接 | 面向连接（三次握手） | 无连接 |
| 可靠性 | 可靠传输（ACK、重传、有序） | 不可靠，丢包不重传 |
| 传输单位 | 字节流，有粘包拆包 | 数据报，无粘包拆包 |
| 头部大小 | 最小20字节 | 固定8字节 |
| 控制机制 | 流量控制、拥塞控制 | 无 |
| 适用场景 | 文件传输、网页、SSH、邮件 | DNS、音视频、直播、游戏 |
六、UDP的优缺点
✅ 优点
- 无需握手，通信延迟低；
- 头部极小，网络开销小；
- 无拥塞、流量控制，发送效率高；
- 支持一对多广播、多播。
❌ 缺点
- 不保证送达，报文可能丢失；
- 不保证顺序，报文可能乱序到达；
- 没有重传机制；
- 容易造成网络拥塞（应用层疯狂发包）。
七、补充：UDP如何实现可靠传输？
UDP本身不可靠，如果业务需要可靠，必须在应用层自己实现：
- 自定义序列号、ACK确认
- 超时重传
- 丢包检测、乱序重组
典型例子：QUIC协议（HTTP/3底层），在UDP之上实现了类似TCP的可靠传输，同时保留UDP低延迟优势。
八、小结
- UDP传输层协议，无连接、不可靠、面向报文；头部固定8字节；
- 没有握手、ACK、重传、流量/拥塞控制；
- 适合低延迟优先、少量丢包可接受场景：DNS、音视频、游戏；
- 面向报文，不存在TCP那种粘包拆包；
- 想要可靠，需要应用层自己实现（QUIC）。
思考题：DNS查询为什么优先选择UDP而不是TCP？
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