實驗六 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP.doc

實驗六 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP實驗?zāi)康?1掌握使用WIRESHARK工具對UDP協(xié)議進(jìn)行抓包分析的方法。 2掌握UDP協(xié)議的報文格式。 3掌握UDP協(xié)議校驗和的計算方法。 4理解UDP協(xié)議的優(yōu)缺點。 5通過實驗，進(jìn)一步了解UDP協(xié)議。實驗環(huán)境1安裝Windows2000/2003Server/XP操作系統(tǒng)的PC計算機(jī)一臺。2每臺PC具有一塊以太網(wǎng)卡，通過雙絞線與局域網(wǎng)相連。3每臺PC運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析軟件WIRESHARK。實驗原理用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(User Datagram Protocol，UDP)主要用來支持那些需要在計算機(jī)之間傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。包括網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)在內(nèi)的眾多的客戶/服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都需要使用UDP。UDP從問世至今已經(jīng)被使用了很多年，雖然其最初的光彩已經(jīng)被一些類似協(xié)議所掩蓋，但仍然不失為一項非常實用和可行的網(wǎng)絡(luò)傳輸層協(xié)議。與我們所熟悉的TCP一樣，UDP協(xié)議直接位于IP的頂層。根據(jù)OSI(開放系統(tǒng)互聯(lián))參考模型，UDP和TCP都屬于傳輸層協(xié)議。UDP的主要作用是將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量壓縮成數(shù)據(jù)報的形式。一個典型的數(shù)據(jù)報就是一個二進(jìn)制數(shù)據(jù)的傳輸單位。每一個數(shù)據(jù)報的前8個字節(jié)用來包含包頭信息，剩余的字節(jié)則用來包含具體的傳輸數(shù)據(jù)。UDP報頭由4個部分組成：源端口號、目標(biāo)端口號、數(shù)據(jù)報長度和校驗值，其中每個域各占用兩個字節(jié)。UDP使用端口號為不同的應(yīng)用保留其各自的數(shù)據(jù)傳輸通道。UDP和TCP正是采用這一機(jī)制實現(xiàn)對同一時刻內(nèi)多項應(yīng)用同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的支持。數(shù)據(jù)發(fā)送一方(可以是客戶端或服務(wù)器端)將UDP數(shù)據(jù)報通過源端口發(fā)送出去，而數(shù)據(jù)接收一方則通過目標(biāo)端口接收數(shù)據(jù)。有的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用只能使用預(yù)先為其預(yù)留或注冊的靜態(tài)端口；而另外一些網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用則可以使用未被注冊的動態(tài)端口。因為UDP報頭使用兩個字節(jié)存放端口號，所以端口號的有效范圍是從065535。一般來說，大于49151的端口號都代表動態(tài)端口。數(shù)據(jù)報的長度是指包括報頭和數(shù)據(jù)部分在內(nèi)的總的字節(jié)數(shù)。因為報頭的長度是固定的，所以該域主要被用來計算可變長度的數(shù)據(jù)部分(又稱為數(shù)據(jù)負(fù)載)。數(shù)據(jù)報的最大長度根據(jù)操作環(huán)境的不同而各異。從理論上說，包含報頭在內(nèi)的數(shù)據(jù)報的最大長度為65535字節(jié)。不過，一些實際應(yīng)用往往會限制數(shù)據(jù)報的大小，有時會降低到8192字節(jié)。UDP使用報頭中的校驗值來保證數(shù)據(jù)的安全。校驗值首先在數(shù)據(jù)發(fā)送方通過特殊的算法計算得出，在傳遞到接收方之后，還需要再重新計算。如果某個數(shù)據(jù)報在傳輸過程中被第三方篡改或者由于線路噪音等原因受到損壞，發(fā)送和接收方的校驗計算值將不會相等，由此UDP可以檢測是否出錯。這與TCP是不同的，后者要求必須具有校驗值。每個UDP報文稱為一個用戶數(shù)據(jù)報（User Datagram）。用戶數(shù)據(jù)報分為兩個部分：UDP首部和UDP數(shù)據(jù)區(qū)。 源端口 目的端口 報文長度 校驗和 數(shù)據(jù) 圖5-1 UDP報文格式實驗步驟1、抓取本機(jī)和遠(yuǎn)程計算機(jī)通訊使用的UDP數(shù)據(jù)報在本機(jī)上安裝并運(yùn)行騰訊QQ即時聊天工具(騰訊QQ即時聊天軟件采用UDP的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸)，QQ登陸以后，啟動WIRESHARK協(xié)議分析工具，并選擇“Capture”“Start”，開始數(shù)據(jù)包的抓取。然后使用QQ軟件和好友進(jìn)行聊天對話，等待一段時間后停止WIRESHARK的抓包工作。停止抓包后在WIRESHARK窗口中除了希望的UDP數(shù)據(jù)包外，還會有其他一些數(shù)據(jù)包，所以需要在WIRESHARK中的“Filter”域中輸入關(guān)鍵字“UDP”，然后點擊“Apply”按鈕，將非UDP數(shù)據(jù)包過濾掉。如圖5-1所示。圖5-1 WIRESHARK捕獲的UDP協(xié)議數(shù)據(jù)包2、UDP協(xié)議分析分析查看這些UDP協(xié)議數(shù)據(jù)包，回答以下問題：(1)這些UDP數(shù)據(jù)包的包頭分為多少個部分？每個部分代表什么含義？(2)這些UDP數(shù)據(jù)包的源地址、目的地址分別是多少？通訊使用的源端口和目的端口號又分別是多少？(3)觀察這些發(fā)送的UDP數(shù)據(jù)包，有沒有得到來自對方的回復(fù)？為什么？3、UDP校驗和的計算圖5-2 UDP校驗和的計算根據(jù)圖5-