網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析（TCPIP）：第6章 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP

第6章用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP要求：1.理解數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康牡?.理解通信過(guò)程的五元素3.掌握UDP的頭格式4.理解端口使用的兩種方式6.1傳輸層的引入IP：點(diǎn)到點(diǎn)（相鄰機(jī)器）傳輸層：端到端（信源和信宿）服務(wù)：網(wǎng)絡(luò)中各層向緊鄰上層提供的一組操作，是相鄰兩層的界面。下層是服務(wù)提供者，上層是服務(wù)用戶。服務(wù)質(zhì)量（QoS）：n層總要向n+1層提供比n-1層更完善、更高質(zhì)量的服務(wù)。1.傳輸層的必要性：

a.提供高質(zhì)量服務(wù)；b.識(shí)別上層應(yīng)用；c.不同尺寸應(yīng)用層數(shù)據(jù)處理。2.傳輸層的作用：承上啟下，“加強(qiáng)”和“彌補(bǔ)”通信子網(wǎng)服務(wù)。加強(qiáng)：對(duì)QoS而言，指提高服務(wù)的可靠性。彌補(bǔ)：對(duì)服務(wù)類型要提供端到端進(jìn)程通信。特色：提高可靠性3.兩類傳輸協(xié)議:TCP、UDP。OSI的五類傳輸協(xié)議TP0-TP4（UDP-TP0，TCP-TP4）6.1傳輸層的引入4.端口和端口號(hào)傳輸層要提供端到端的進(jìn)程通信，多應(yīng)用復(fù)用同一傳輸協(xié)議，需要區(qū)分不同應(yīng)用，標(biāo)識(shí)目的地應(yīng)用《==》進(jìn)程進(jìn)程ID標(biāo)識(shí)？①進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的②進(jìn)程可能改換③用戶通常只關(guān)心功能，以功能為識(shí)別依據(jù)，不了解實(shí)現(xiàn)某功能的進(jìn)程進(jìn)程不能作為通信的最終目的地為每個(gè)協(xié)議按用戶可能要求的服務(wù)種類設(shè)置一些抽象的訪問(wèn)目的點(diǎn)協(xié)議...PPOS提供機(jī)制，創(chuàng)建或喚醒相應(yīng)進(jìn)程來(lái)處理相應(yīng)端口數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)P用協(xié)議的端口作為最終目的地端口：用一個(gè)16bit的正整數(shù)標(biāo)識(shí)，稱為端口號(hào)端口的數(shù)據(jù)管理：每一端口有一緩沖區(qū)來(lái)存放進(jìn)出該端口的數(shù)據(jù)隊(duì)列進(jìn)程與端口的關(guān)系：端口《==》應(yīng)用《==》一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程5.端口的多路復(fù)用與多路分解幀到達(dá)基于幀類型的去復(fù)用12…6553512…65535ARP0806HRARP0835HIP0800HICMP01HTCP06HUDP11H以太網(wǎng)幀類型IP協(xié)議域6.通信的五元素

1.目的IP地址2.目的端口號(hào)3.源IP地址4.源端口號(hào)5.協(xié)議：區(qū)分TCP/IP應(yīng)用6.2UDP詳解

1.UDP的特點(diǎn)①無(wú)連接②不可靠③傳輸效率高

TCP提供面向連接的可靠的傳輸服務(wù)，為什么引入U(xiǎn)DP？可靠性的實(shí)現(xiàn)是需要代價(jià)的（通信效率）：連接建立、撤銷，帶確認(rèn)重傳機(jī)制;應(yīng)用需要在可靠性和代價(jià)之間權(quán)衡，如文件傳輸應(yīng)用，視頻類應(yīng)用等。6.2UDP詳解

2.UDP報(bào)文格式源端口目的端口報(bào)文長(zhǎng)度校驗(yàn)和數(shù)據(jù)3.UDP報(bào)文的封裝UDP首部UDP數(shù)據(jù)區(qū)IP數(shù)據(jù)區(qū)IP首部幀數(shù)據(jù)區(qū)幀首部4.UDP校驗(yàn)和的計(jì)算和偽首部校驗(yàn)的內(nèi)容：首部+數(shù)據(jù)區(qū)，包括源、目標(biāo)IP

計(jì)算校驗(yàn)和的過(guò)程：使用偽首部，但是不發(fā)送偽首部偽首部的格式:說(shuō)明：偽首部的引入破壞了分層原則，是根據(jù)需要做的折中。源IP目標(biāo)IP0協(xié)議UDP長(zhǎng)度驗(yàn)證校驗(yàn)和時(shí)若發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，則將用戶數(shù)據(jù)報(bào)丟棄；對(duì)于某些網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不合適，如音、視頻應(yīng)用。5.UDP-Lite

LightweightUserDatagramProtocol

思想:增加校驗(yàn)和字段使用的靈活性;方法:數(shù)據(jù)=敏感+非敏感兩個(gè)區(qū)域;

敏感區(qū)域:校驗(yàn)和計(jì)算的輸入?yún)^(qū)，當(dāng)這個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)發(fā)生差錯(cuò)時(shí)，報(bào)文將被丟棄。非敏感區(qū)域:數(shù)據(jù)不進(jìn)行校驗(yàn)，即便這個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)發(fā)生差錯(cuò)，報(bào)文也不會(huì)被丟棄。

報(bào)文格式:校驗(yàn)和覆蓋:從報(bào)文首部的第一個(gè)字節(jié)開(kāi)始計(jì)算校驗(yàn)和時(shí)輸入的字節(jié)數(shù);‘0’:整個(gè)報(bào)文都被覆蓋;規(guī)定:首部必須被覆蓋，即>=8源端口目的端口校驗(yàn)和覆蓋校驗(yàn)和數(shù)據(jù)6.UDP端口實(shí)質(zhì)：是一個(gè)可讀、可寫(xiě)的軟件結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有一個(gè)接收?qǐng)?bào)文緩沖區(qū)。每個(gè)端口以一個(gè)16bit整數(shù)標(biāo)識(shí)。端口2端口n端口1UDP基于端口的多路分解IP層緩沖區(qū)緩沖區(qū)緩沖區(qū)源（客戶機(jī)）端口：1.開(kāi)發(fā)者指定2.操作系統(tǒng)隨機(jī)分配目標(biāo)（服務(wù)器）端口：

1.集中式統(tǒng)一指派1-1023

2.開(kāi)發(fā)者自定義1024-65535常用的幾個(gè)知名端口:53(DNS)、161(snmp)、QQ（8000/443）7.最大UDP數(shù)據(jù)報(bào)長(zhǎng)度理論上：65535–20–8=65507

實(shí)際實(shí)現(xiàn)：例子(最大IP數(shù)據(jù)報(bào)長(zhǎng)度)：

①SunOS4.1.3環(huán)回測(cè)試:32767

②BSD/386->SunOS4.1.3:32786

③Solaris2.2環(huán)回測(cè)試:65507

結(jié)論:最大報(bào)文長(zhǎng)度與源端和目的端協(xié)議模塊實(shí)現(xiàn)有關(guān)。練習(xí)能否將同一端口號(hào)分配給兩個(gè)進(jìn)程使用？可以，一個(gè)TCP進(jìn)程一個(gè)UDP進(jìn)程。為什么UDP校驗(yàn)和獨(dú)立于IP校驗(yàn)和？你是否反對(duì)這樣一個(gè)協(xié)議：對(duì)包括UDP報(bào)文在內(nèi)的整個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)使用一個(gè)校驗(yàn)和？IP僅針對(duì)首部計(jì)算校驗(yàn)和，UDP報(bào)文封裝在IP數(shù)據(jù)報(bào)中作為數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)區(qū)，因此單獨(dú)計(jì)算校驗(yàn)和。這樣整個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)都可以被校驗(yàn)。IP和UDP屬于不同的協(xié)議模塊和層次，合并校驗(yàn)不利于區(qū)分錯(cuò)誤來(lái)源。練習(xí)接收端收到有差錯(cuò)的UDP報(bào)文時(shí)應(yīng)如何處理？

發(fā)生差錯(cuò)有幾種情況：若UDP目的端口號(hào)未開(kāi)放，則返回ICMP端口不可達(dá)報(bào)文；若檢驗(yàn)校驗(yàn)和時(shí)發(fā)生差錯(cuò)，則丟棄。練習(xí)假定一臺(tái)主機(jī)連接在以太網(wǎng)上，它要發(fā)送總長(zhǎng)度為8192字節(jié)的UDP報(bào)文。該報(bào)文最終被分成多少個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)投遞？

以太網(wǎng)MTU為1500字節(jié)。不考慮IP選項(xiàng)，IP首部20字節(jié)，所以預(yù)留給UDP的長(zhǎng)度為