简介

简单就是美。在网络协议的世界里，TCP和UDP是建立在IP基于协议的两个非常常见的协议。我们现在经常使用HTTP协议是基于的TCP基于协议。TCP就稳定性而言，UDP由于数据传输的不可靠性，在某些特定场合使用，如直播、广播信息、视频音频流处理等，不需要验证数据的完整性。

UDP相对TCP就协议而言，它的特点是简洁，它被删除了TCP为了保证协议中新闻准确性的各种限制性特征。简单的好处是速度快！今天给大家讲解一下，基于UDP高速数据传输协议UDT。

UDT协议

UDP因为它的简单特性，可以做很多事情TCP做不到的事情，比如快速传输大数据量。这里不是要TCP和UDP毕竟，每个协议的适应场景都是不同的。它们很受欢迎，因为它们可以在特定的场景中发挥重要作用。中国谚语是：无论白猫和黑猫，能抓住老鼠的都是好猫。

用好UDP我们可以通过协议快速传递大量数据，即UDT协议。

换句话说，外国人发明了这些基本协议，而中国互联网巨头正在努力做平台和流量业务。他们真的无话可说…

UDT该项目于2001年开工Yunhong Gu芝加哥伊利诺伊大学国家数据挖掘中心 (NCDM)博士期间开发，毕业后不断维护升级。

UDP这是因为当时出现了传输速度更快、价格更便宜的光纤网络，取代了以前的铜电缆和双绞线，大大提高了信息传输的效率。此时，我们发现以前使用过TCP协议传输大数据会有很大的问题。因此，基于此UDP的UDT协议出现了。

UDT第一个版本，也被称为SABUL（Simple Available Bandwidth Utility Library），UDT支持批量数据传输，便于私有网络中的数据传输。

要注意的是UDT第一版SABUL使用UDP协议传输数据，同时使用单独的数据TCP协议连接传输控制消息。

UDT超高速网络(1)的初始版本 Gbit/s、10 Gbit/s2003年10月进行开发和测试，NCDM从芝加哥到荷兰阿姆斯特丹的平均每秒6秒.8G比特的传输。他们在30分钟内传输了大约1.4TB的数据。

从2004年发布的2.0版本开始，SABUL改名为UDT，UDT的全称是UDP-based Data Transfer Protocol，也就是基于UDP数据传输协议。

为什么要改成？UDT呢？因为在UDT2.0中，删除了SABUL中的TCP 并使用控制连接UDP处理数据和控制信息。 另外，UDT2还引入了一种新的拥塞控制算法，允许协议动态调整UDT和TCP流，实现UDT和TCP并发运行。

在2006年，UDT协议升级到三个版本，不仅在私人网络中运行，而且扩展到商业互联网。UDT3中的拥塞控制可以在低带宽环境下进行调整和优化，并允许用户轻松定义和安装自己的拥塞控制算法。UDT33也显著减少了系统资源（CPU使用内存)。

2007年，UDT4版本优化了高并发性和防火墙穿透性能。UDT4允许多个UDT连接绑定到同一个UDP端口还支持集合连接设置UDP hole punching。

什么是UDP hole punching呢?

UDP hole punching通常用于网络地址转换 (NAT)中。用于维护穿越NAT的用户UDP数据包流。它是专用网络中使用网络地址转换器的一种Internet双向建立在主机之间UDP连接方法。

什么是NAT呢？

大家都知道IPV4.地址有限，快速IPV地址快用完了，怎么解决这个问题？

当然，永久解决办法是IPV6，不过IPV推出这么多年，似乎还没有真正普及。

不使用IPV6.还有什么解决办法？

这种方法是NAT（Network Address Translators）。

NAT原理是局域网IP和端口和NAT设备的IP与端口进行映射。

NAT在内部维护一个转换表。通过这种方式NAT的IP连接多个局域网服务器的地址和不同的端口。

那么NAT有什么问题？

NAT问题是内部客户端不知道自己的外网IP地址，只知道内网IP地址。

如果是在UDP协议中，因为UDP无状态，需要NAT来重写每个UDP分组中的源端口、地址、IP分组中的源IP地址。

如果客户端将自己放在应用程序内部IP如果地址告诉服务器并想与服务器连接，则无法建立。因为找不到客户端的公网IP。

即使找到了公网IP，任何到达NAT设备外网IP分组还必须有目标端口，NAT也应该有一个条目可以将其转换为内部主机IP地址和端口号。否则，下图中的连接可能会失败。

怎样解决？

第一种方法是使用STUN服务器。

STUN服务器是IP在客户端通信地址已知的服务器之前，先去STUN服务器上面查询一下自己的外网IP和端口，然后再使用这个外网IP与端口通信。

但有时UDP该包裹将被防火墙或其他应用程序所阻挡。此时，中继器技术可以使用Traversal Using Relays around NAT (TURN) 。

双方都将数据发送到中继器server，由中继器server负责转发数据。请注意，这不再是P2P了。

最后，我们有一个叫做集大成者的协议ICE（Interactive Connectivity Establishment ）：

实际上是直连，STUN和TURN综合体，可以直接连接，不能直接连接STUN，不能用STUN就用TURN。

在使用STUN和ICE在这个过程中，我们将有一个网络主机来建立端口映射和保持其他UDP但是UDP状态通常在几十秒到几分钟后过期，以确保NAT中UDP状态和生命周期，所以有UDP hole punching的技术。定期传输keep-alive数据包，对NAT中的UDP更新状态。

UDT的缺点

因为UDT是基于UDP协议，但是UDP由于其简单的特点，该协议没有安全特征。所以基于它UDT由于协议缺乏安全性，在商业环境中的应用将受到限制。

不过UDT你可以期待新版本的开发。

总结

UDT广泛应用于光纤网络上的高性能计算，如高速数据传输。我们将在后续工作中netty告诉你怎么用UDT协议。

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