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1、第七章第七章 用户数据报协议用户数据报协议UDPUDP1主要内容进程到进程的通信用户数据报检验和UDP的操作UDP的使用小结2传输层的责任1.创建进程到进程的通信（进程就是正在运行的应用程序），UDP使用端口号完成这种通信。2.在传输层提供控制机制，UDP在一个非常低的水平上完成这个功能。3.传输层负责为进程提供连接机制。UDP只从进程接收数据单元，并把它们交付给接收器，但这种交付是不可靠的。3UDP的优缺点UDP叫做无连接、不可靠的传输协议，它除了提供进程到进程的通信（而不是主机到主机的通信）外，就没有给IP服务添加任何东西。它还完成非常有限的差错检验。UDP是一个非常简单的协议，只有最小的
2、开销。使用UDP发送很短的报文时，在发送站和接收站之间的交互要比使用TCP时少的多。47.1进程到进程的通信.进程进程（运行的应用程序）（运行的应用程序）进程进程（运行的应用程序）（运行的应用程序）因特网因特网IP协议的作用范围协议的作用范围UDP协议的作用范围协议的作用范围57.1进程到进程的通信（续）对通信来说，我们必须定义：p本地主机p本地进程：客户进程使用端口号定义自己，这种端口号叫做短暂端口号。p远程主机p远程进程p如图所示当客户机想从服务器上获取时间时的工作过程6UDPUDP52000Daytime客户进程Daytime客户进程13数据 13 5200013 52000 数据77.
3、1进程到进程的通信（续）ICANN定义的范围：把端口号划分为3个范围：熟知端口、注册端端口和动态端口p熟知端口：范围从01023的端口由ICANN指派和控制，叫做熟知端口p注册端口：范围从102449151的端口，IANA不指派也不控制，它们只能在IANA注册以防止重复p动态端口：范围4915265535的端口既不用指派，也不用注册。可由任何进程使用。87.1进程到进程的通信（续）UDP的熟知端口号，有些端口号是UDP和TCP都可使用的。端口号端口号协协 议议说说 明明7Echo把收到的数据报回送到发送端把收到的数据报回送到发送端9Discard丢弃收到的任何数据报丢弃收到的任何数据报11Us
4、ers活跃的用户活跃的用户13Daytime返回时间和日期返回时间和日期17Quote返回日期的引用返回日期的引用9表表 续续端口号端口号协协 议议说说 明明19Chargen返回字符串返回字符串53Nameserver域名服务域名服务67Bootps下载引导程序信息的服务器端口下载引导程序信息的服务器端口68Bootpc下载引导程序信息的客户端口下载引导程序信息的客户端口69TFTP简单文件传送协议简单文件传送协议111RPC远程过程调用远程过程调用123NTP网络时间协议网络时间协议161SNMP简单网络管理协议简单网络管理协议162SNMP简单网络管理协议（陷阱）简单网络管理协议（陷阱）
5、107.1进程到进程的通信（续）套接字地址一个IP地址与一个端口号合起来就叫做套接字地址（socketaddress）或插口地址。要使用UDP服务，我们需要一对套接字地址：客户套接字地址和服务器套接字地址。这四种信息时IP首部和UDP首部的一部分。IP地址地址69端口号端口号200.23.56.8 69套接字地址套接字地址11UDP分组称为用户数据报（分组称为用户数据报（user datagram）用户数据报格式用户数据报格式: :首部数据8字节0151631源端口号目的端口号16位16位总长度检验和16位16位7 . 2 用户数据报用户数据报图图127.3检验和UDP检验和包括三个部分：伪首
6、部、UDP首部以及从应用层来的数据。32位源IP地址32位目的IP地址全08位协议（17）16位UDP总长度源端口地址源端口地址16位位 目的端口地址目的端口地址16位位UDP总长度总长度16位位检验和检验和16位位数据（必须进行填充使数据是（必须进行填充使数据是16位的倍数）位的倍数）伪伪首首部部首首部部137.3检验和（续）发送端的检验和计算：伪首部填加到UDP用户数据报上。把检验和字段填入全零；所有的位划分为每16bit为一段。若字节总数不是偶数，则增加一个字节的填充(全0)；所有的16bit段使用算术运算相加（在伪首部中的各行的顺序对检验和的计算没有任何影响。此外，增加0也不影响计算的
7、结果），把得到的结果取反码后插入到检验和字段。伪首部和任何增加的填充丢掉，把UDP用户数据报交付给IP软件进行封装。147.3检验和（续）接收端的检验和计算伪首部加到UDP用户数据报。若需要，就增加填充；所有的位划分为每16bit为一段，把所有的16bit段使用算术运算相加；得到的结果取反码。若得到的结果是全0，则丢弃伪首部和任何增加的填充并接受这个UDP用户数据报。若得到的结果非0，说明接收端检测到校验和有差错，就丢弃这个UDP用户数据报。157.3检验和（续）举例：对给出的7字节数据的非常小的用户数据报计算检验和全0（17）151087 1315全全0T E S T I N G167 .
8、4 UDP的操作的操作报文的封装和拆封当进程有报文要通过UDP发送时，将UDP封装成一份IP数据报。 当这个报文到达目的主机网络层，剥去IP首部后，将用户数据报连同发送端和接收端的IP地址一起传递给UDP。17报文UDP数据UDP首部IP数据IP首部帧数据帧首部UDP协议封装过程协议封装过程18 排队在客户端，当一个进程启动时，它从操作系统请求得到一个端口号，有的实现是为每一个进程创建一个入队列和一个出队列与之相关联。当一个进程想和多个进程通信时，它也只得到一个端口号，而最后也只有一个出队列和一个入队列。大多数情况下，由客户端打开的队列由短暂端口号来标志，只要进程在运行，这些队列就起作用。当进
9、程终止时，队列就被撤销。 19 多路复用与多路分用在发送端，可能有多个需要发送用户数据报的进程。 UDP使用多路复用技术处理用户数据报的发出。 在接收端也只有一个UDP，但有多个进程可能接收用户数据报。根据端口号UDP把每一个报文交付给适当的进程。 如图所示20UDP（复用器）UDP（分用器）IPIP进程进程进程进程217.5 UDP的应用的应用适用需要简单的请求响应通信的进程，而不太关心流量控制和差错控制。而快速递交比精确递交更为重要的场合。 适用于具有内部流量控制和差错控制机制的进程。 适合多播和广播的运输协议。 可用于管理进程，如简单网络管理协议SNMP。 可用于某些路由选择更新协议。U
10、DP被用于RIP选路表的更新。 与实时传输协议一起使用，对多媒体是很方便的一种协议 .22本章小结本章小结UDP是传输层的协议，创建进程到进程的通信UDP（基本上）不可靠的无连接协议，只需要很少的开销，但能很快的交付每一个应用程序都有唯一的端口号，它可以把这个应用进程合在同一个机器同时运行的其他程序区分开来客户程序被指派随机的端口号，叫做短暂端口号服务器程序被指派通用的端口号，叫做熟知端口号IP地址与端口号的组合叫做套接字地址，唯一地定义了一个进程和一个主机23本章小结（续）本章小结（续）UDP需要一对套接字地址：客户套接字地址和服务器套接字地址UDP分组叫做用户数据报UDP在差错控制方面仅有
11、地尝试就是检验和把伪首部包括进来计算检验和，可以检查出IP地址和目的IP地址的差错UDP没有流量控制机制用户数据报封装在IP数据报字段中UDP使用复用技术处理用户数据报的发送，这些数据报来自主机上地多个进程UDP使用分用技术处理用户数据报地接收，这些数据报要传递给主机上的不同进程24练习练习1.试给出这样一个UDP用户数据报的首部中的各项目，这个用户数据报携带了从TFTP客户发送到TFTP服务器的报文，把检验和字段填入0，试选择适当的短暂端口号和正确地熟知端口号，数据的长度是40字节，使用图的格式表示这个UDP分组。2.在IP地址为的主机上的SNMP客户，向IP地址为的主机上的SNMP服务器发送报文，在它们通信中使用的这对套接字地址是什么？25练习练习3.下面是打印出的十六进制格式的UDP首部，06 32 00 0D 00 1C E2 17，回答下列问题a.源端口号是多少？b.目的端口号是多少？c.用户数据报总长度是多少？d.该分组是从客户发送到服务器还是相反？e.客户进程是什么？26
