1. 基础

UDP包的数据结构：

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2. 实战

2.1. 用Go写一个简单的UDP服务器与客户端

我们这里使用Golang写了一个简单的9830端口的UDP服务器与客户端，源代码简单展示如下：

服务端：

package server

import (
	"fmt"
	"net"
	"os"
	"test/util"
)

func StartUDPServer(c chan<- string) {
	addr := "localhost:9829"
	udpAddr, err := net.ResolveUDPAddr("udp", addr)
	if err != nil {
		util.HandleError(err)
		os.Exit(1)
	}

	conn, err := net.ListenUDP("udp", udpAddr)
	if err != nil {
		util.HandleError(err)
		os.Exit(1)
	}
	defer conn.Close()
	c <- "ready"
	fmt.Println("UDP server listening on", addr)

	buffer := make([]byte, 1024)

	for {
		n, clientAddr, _ := conn.ReadFromUDP(buffer)
		if n > 0 {
			fmt.Printf("Received '%s' from %s\n", string(buffer[:n]), clientAddr)
			return
		}
	}
}

客户端：

package client

import (
	"fmt"
	"net"
	"os"
	"test/util"
)

func StartUDPClient() {
	serverAddr := "localhost:9829"
	udpAddr, err := net.ResolveUDPAddr("udp", serverAddr)
	if err != nil {
		util.HandleError(err)
		os.Exit(1)
	}

	conn, err := net.DialUDP("udp", nil, udpAddr)
	if err != nil {
		util.HandleError(err)
		os.Exit(1)
	}
	defer conn.Close()

	message := []byte("Hello UDP server!")
	_, err = conn.Write(message)
	if err != nil {
		fmt.Println("Error writing to UDP:", err)
		os.Exit(1)
	}

	fmt.Println("Message sent to server:", string(message))
}

执行入口：

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
	c "test/internal/client"
	s "test/internal/server"
)

// main wireshark filter express: udp.port==9829
func main() {
	var wg sync.WaitGroup
	wg.Add(2)
	serverReady := make(chan string, 1)

	go func() {
		s.StartUDPServer(serverReady)
		wg.Done()
	}()

	go func() {
		<-serverReady
		c.StartUDPClient()
		wg.Done()
	}()

	wg.Wait()
	fmt.Println("done!")
}

编译执行，控制台输出如下：

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2.2. Wireshark抓包分析

由于我们这里UDP客户端和服务端都是面向localhost ，使用adapter for loopback traffic capture接口捕获回环流量，过滤器过滤tcp端口9829即可：

udp.port==9829

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可以看到，UDP协议的过程是比较简单的，无需TCP一样的“三次握手”操作，仅需直接对着监听端口发送数据，接收方接受数据即可。

在Wireshark的Transport分析中，我们可以看到上述的UDP包头信息：

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其中包括了源和目标端口地址，长度，校验和和数据payload信息。

3. UDP与TCP的区别

  • 本质的区别是TCP 是有状态的，面向连接的，UDP是面向无连接的。TCP会三次握手，维护客户端和服务端的连接，建立一定的数据结构来维护双方交互的状态，UDP则不会。
  • 剩下的区别都是基于这个本质特性不一样衍生出的应用特性，比如：
    • TCP提供可靠交付。通过 TCP 连接传输的数据，无差错、不丢失、不重复、有序。
    • UDP不保证不丢失，不保证按顺序到达。

4. 参考资料

  • 林沛满 -《Wireshark网络分析就这么简单》
  • 刘超 ——《趣谈网络协议》