UDP协议-PPT - 360文档中心

UDP数据协议报学习

UDP封装：
IP包 IP头 UDP头载荷数据
UDP数据报
源端口（Source Port）长度（Length）数据（Data）（1）源端口：用于标识数据报的源端进程，字段长度为16比特，最大支持64 k个端口号。源端进程不需要目的端返回数据报，源端口字段可设为0 （2）目的端口：目的端进程所使用的端口，字段长度为16比特，最大支持64 k个端口号。（3）长度：16位的长度字段，表明包括UDP头和数据在内的整个UDP数据报的长度。（4）校验和：16位的错误检查字段，基于部分IP头信息，UDP头和载荷数据的内容计算得到，用于检测传输过程中出现的错误。目的端口（Destination Port）校验和（Checksum） UDP头格式
UDP需要滑动窗口协议吗？
UDP是不可靠的，本身缺乏拥塞控制机制，如果想实现可靠文件传输，需要加入额外的机制来确保可靠。
优点： 1、实现拥塞控制，避免丢包 2、实现可靠文件传输缺点：
1、加大系统开销，提高CPU占用率
2、延迟大，由于需要等待确认和超时
面向连接和无连接协议：
面向连接的服务：就是通信双方在通信时，要事先建立一条通信线路，其过程有建立连接
UDP进行路径MTU发现：
本图给出了在目的主机（slip）上所收集到的tcpdump对于第一个到达数据报的输出结果。可以看出在slip主机上的收到的包是被bsdi又重新分了片的第1行是272 第2行是272
第3行是8
第4行是106
滑动窗口协议：
滑动窗口是一种流量控制技术。早期的网络通信中,通信双方不会考虑网络的拥挤情况直接发送数据。由于大家不知道网络拥塞状况，一起发送数据,导致中间结点阻
以及20字节IP首部，因此，总IP数据报长度是 572字节。

第4.1章 UPD协议

16

一般使用方式 —— 客户/服务器模式

6、 UDP 软件包
17
7、 Summary

进程到进程的通信

端点（IP地址，端口）通信特点：无连接、不可靠作用格式：伪首部、校验和的含义和作用封装：直接封装在IP分组中
18

UDP

UDP报文

传输层协议

3
1、 Process-to-Process Comm. 进程到进程的通信
进程 Process
端点（endpoint）
协议端口（port） IP地址
Internet
进程 Process
IP协议的作用范围传输层协议的作用范围
4
IP 地址与端口号
…
传输层
13
13 端口号
IP header
Data
Destination port number 16 bits Checksum 16 bits
IP Header The length of the data can be between 0 and 65507 = 65535 – 20 – 8 65507 UDP Header
10
3、 Checksum 校验和
AF_LOCAL AF_INET ……
9
2、 User Datagram Format UDP数据包格式
Protocol = 17 IP Header IP data
UDP Header
Source port number 16 bits Total length 16 bits（0～65535）

49152

UDP协议简介

2）因为分片可以选择不同的路由，所以分片的到达顺序是乱的，最后一片有可能最先到达。

3） IP分片对于传输层是透明的，但是如果IP的接收端收到的分片少了一片，那么整个IP包都会被丢弃，如果上层有超时重传机制则发重发整个包，而不是一个分片，因为IP层本身是没有超时重传机制的。

4）任何传输层的部首只会在第一个分片中出现，后续分片中是没有的。(只有IP 第一分片会出现ICMP差错报文)
4
UDP伪首部

在计算校验和时需要使用到UDP伪首部。

伪首部只在计算校验和时使用，其既不参与到数据报长度的计算，也不包括在发送的数据报中。伪首部的格式如下图所示。其中协议标识符（协议号）为17。
0 源 IP 地址目的 IP 地址 0 协议标识符 UDP 长度
5
15 16
31
Socket

无连接服务

是没有握手过程的，当一方想发送数据时就直接了当地发送，因为没有握手过程也就没有什么流量控制和拥塞控制，这样数据可能传输得更快，但是，由于也没有确认过程，源端就不知道那些分组到达了目的端。因此可能在传输过程中丢失数据，不适合用在一些文件的传输，可以用在因特网电话，视频会议什么的。
15
14
IP分片

note： 0) 在3位标识中还有一位是表示不允许分片，如果该位是1，而且长度又大于MTU，
那么，IP层不对数据进行分片，而是把包丢弃，然后发送一个ICMP消息给起始端。

1）经过每一个路由或网络都有可能对原来的IP包进行分片，也就是说起始端并
不清楚具体的分片情况，因为中间的过程中可能又产生了很多分片。
6
7

UDP协议

(3) 如果目标端收到的UDP数据报中的目标端口号不能与当前已使用的某端口号匹配，则将该数据报抛弃，并发送目标端口不可达的ICMP差错报文。
标准UDP端口
(4) UDP协议在设计时的简单性，是为了保证UDP 在工作时的高效性和低延时性。因此，在服务质量较高的网络中(如局域网)，UDP可以高效地工作。 (5) UDP常用于传输延时小，对可靠性要求不高，有少量数据要进行传输的情况，如DNS(域名服务)、 TFTP(简单文件传输)等。
最终目标的标识—UDP端口
UDP和TCP都使用了与应用层接口处的端口(port)与上层的应用进程进行通信。
图8-7说明了端口在进程之间的通信
中所起的作用。
最终目标的标识—UDP端口
最终目标的标识— UDP端口
若没有端口，运输层就无法知道数据应当交付给应用层的哪一个进程。端口是用来
标识应用层的进程。
图8-8举例说明了端口的作用。
最终目标的标识— UDP端口
最终目标的标识— UDP端口
端口分类：

一类是由因特网分配给一些常用的应用层程序固定使用的
熟知端口，其数值一般为0 ～ 1023。

另一类是临时端口，当写一种新的应用程序时，必须为它
指派一个临时端口，否则其他的应用进程就无法和它进行
交互。

还是为了可靠，可以不选。
标准UDP端口
UDP数据包中，源端口字段可选，目标端口字段必须指定。接收主机发现IP协议字段为
17，就将数据交给UDP协议处理。
标准UDP端口
UDP 端口号 53 67 68 69 161 162 关键词 Domain BootPS BootPC TFTP SNMP SNMP-TRAP 描域名服务器引导协议服务器引导协议客户机简单文件传输协议简单网络管理协议简单网络管理协议陷阱述

《UDP协议》课件

1
安全问题
UDP协议的不可靠性和容易被攻击的特
解决方案
2
点使得其存在一些安全问题，如数据篡改、拒绝服务攻击等。
为了解决UDP协议的安全问题，可以采
取加密、身份验证、防火墙等多种安全
措施。
UDP协议未来发展方向
探索UDP协议的未来发展方向，为我们了解网络通信的进展提供一些思考。
未来趋势
UDP协议在物联网、边缘计算和实时通信等领域仍有着广阔的发展空间。
UDP使用校验和来验证数据在传输过程中是否发生了错误，以保证数据完整性。
UDP协议的优缺点
了解UDP协议的优点和缺点有助于我们在实际应用中做出明智的选择。
优点
UDP协议具有低延迟、高效率、简单、灵活等优点，非常适合对实时性要求较高的应用场景。
缺点
UDP协议在传输过程中无法保障数据的可靠性和顺序性，容易导致数据丢失或乱序，不适合用于可靠传输和重要数据。
可靠性差异
UDP协议无法保障数据的可靠性和顺序性，而TCP协议能够提供可靠的数据传输。
UDP协议的应用
UDP协议在各个领域都有着广泛的应用，下面介绍几个常见的应用场景。
DNS协议
UDP协议常用于域名解析，将域名转换为对应的IP地址。
TFTP协议
UDP协议在Trivial File Transfer Protocol中用于快速传输小文件。
SNMP协议
UDP协议在Simple Network Management Pro t o co l中用于网络设备的监控与管理。
DHCP协议
UDP协议在Dynamic Host Configuration Pro t o co l中用于动态分配IP地址。

3.传输层协议UDP和TCP

描域名服务器
述
引导协议服务器引导协议客户机简单文件传输协议简单网络管理协议简单网络管理协议陷阱
256～1023之间的端口号通常都是由Unix系统占用的，以提供一些特定的Unix服务。现在IANA管理1～1023之间所有的端口号。任何 TCP/IP实现所提供的服务都使用1～1023之间的端口号。客户端口号又称为临时端口号(即存在时间很短暂)。这是因为客户端口号是在客户程序要进行通信之前，动态地从系统申请的一个端口号，然后以该端口号为源端口，使用某个众所周知的端口号为目标端口号(如在TCP协议上要进行文件传输时使用21)进行客户端到服务器端的通信。综上所述，我们知道两台要通信的主机，每一端要使用一个二元地址(IP地址，端口号)才可以完成它们之间的通信。
0
图3-4 UDP数据报格式
3.2.2 UDP校验和的计算方法
顾名思义，这个伪头部并不是UDP的真正组成部分，它只是为了UDP在进行差错检查时可以把更多的信息包含进去而人为加上的。伪头部的格式如图3-5所示。
0 78 15 16 源端IP地址(32位) 目标端IP地址(32位) 填充域(8位,全0) 协议(8位,UDP值为17) UDP长度(16位) 31
3.3 传输控制协议TCP
提供稳定而又可靠的连结 TCP 送出的数据区段都会收到对方的确认 TCP 利用软件技术解决 IP 层不能克服的问题
＊封包遗失＊封包失序＊封包重复＊流量控制
TCP 处理来自上层的信息流
TCP 字段
与UDP不同之处，TCP 多了序号与确认字段 (长度各为 32 个位)这是用来确保数据区段有无失序、遗失或重复而多加进去的字段
TCP/IP协议模型的两个边界

第二十四章 UDP协议

无连接
不维护连接状态
对应用层数据的封装
对来自应用层数据直接封装对应用层数据进行分段和封装，为数据报。用端口号表示应用端口号标识应用层程序用层程序通过序列号和应答机制确保可靠传输使用滑动窗口机制控制流量不确保可靠传输无流量控制机制
数据传输流量控制

5
本章总结
UDP是无连接的传输协议
UDP封装
IP包 UDP数据报
IP头
UDP头
载荷数据
UDP头格式
0 8 Source Port Length Data 16 24 Destination Port Checksum 31

4
TCP与UDP的对比
功能项 TCP UDP
连接服务的类型
维护连接状态
面向连接
维持端到端的连接状态
UDP实现简单，资源占用少，实时性强
UDP适用于不需要靠机制的情形，也适用于对传输效率或延迟较敏感的应用
杭州华三通信技术有限公司

UDP基本原理
日期：
H3C网络学院v3.0
引入
TCP/IP协议族的传输层协议主要包括TCP和UDP UDP是无连接的传输协议，主要用于在相对可靠的
网络上的数据传输，或用于对延迟较敏感的应用等
课程目标
学习完本Байду номын сангаас程，您应该能够：
描述UDP协议的特点
理解UDP封装描述UDP与TCP协议机制的主要区别
UDP的特点

UDP是无连接的：
传送数据前并不与对方建立连接

UDP不对收到的数据进行排序：
UDP报文的首部中并没有关于数据报顺序的信息

UDP协议图解

McGraw-Hill
©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2000
Control-block table at the beginning
State -------IN-USE IN-USE FREE IN-USE FREE 4,652 52,012 38 Process ID -----------2,345 3,422 Port Number -------------52,010 52,011 Queue Number -----------------34
Figure 11-3
Port numbers
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Figure 11-4
IP addresses versus port numbers
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Figure 11-11
Queues in UDP
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Figure 11-12
Multiplexing and demultiplexing
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Modified table after Example 2