第6章用户数据报协议UDP.

第6章用户数据报协议UDP要求：1.理解数据传输的目的地2.理解通信过程的五元素3.掌握UDP的头格式4.理解端口使用的两种方式6.1传输层的引入IP：点到点（相邻机器）传输层：端到端（信源和信宿）服务：网络中各层向紧邻上层提供的一组操作，是相邻两层的界面。下层是服务提供者，上层是服务用户。服务质量（QoS）：n层总要向n+1层提供比n-1层更完善、更高质量的服务。1.传输层的必要性：a.提供高质量服务；b.识别上层应用；c.不同尺寸应用层数据处理。2.传输层的作用：承上启下，“加强”和“弥补”通信子网服务。加强：对QoS而言，指提高服务的可靠性。弥补：对服务类型要提供端到端进程通信。特色：提高可靠性3.两类传输协议:TCP、UDP。OSI的五类传输协议TP0-TP4（UDP-TP0，TCP-TP4）6.1传输层的引入4.端口和端口号传输层要提供端到端的进程通信，多应用复用同一传输协议，需要区分不同应用，标识目的地应用《==》进程进程ID标识？①进程是动态的②进程可能改换③用户通常只关心功能，以功能为识别依据，不了解实现某功能的进程进程不能作为通信的最终目的地为每个协议按用户可能要求的服务种类设置一些抽象的访问目的点协议...PPOS提供机制，创建或唤醒相应进程来处理相应端口数据数据报P用协议的端口作为最终目的地端口：用一个16bit的正整数标识，称为端口号端口的数据管理：每一端口有一缓冲区来存放进出该端口的数据队列进程与端口的关系：端口《==》应用《==》一个或多个进程5.端口的多路复用与多路分解帧到达基于帧类型的去复用12…6553512…65535ARP0806HRARP0835HIP0800HICMP01HTCP06HUDP11H以太网帧类型IP协议域6.通信的五元素1.目的IP地址2.目的端口号3.源IP地址4.源端口号5.协议：区分TCP/IP应用6.2UDP详解1.UDP的特点①无连接②不可靠③传输效率高TCP提供面向连接的可靠的传输服务，为什么引入UDP？a.可靠性的实现是需要代价的（通信效率）：连接建立、撤销，带确认重传机制;b.应用需要在可靠性和代价之间权衡，如文件传输应用，视频类应用等。6.2UDP详解2.UDP报文格式源端口目的端口报文长度校验和数据3.UDP报文的封装UDP首部UDP数据区IP数据区IP首部帧数据区帧首部4.UDP校验和的计算和伪首部校验的内容：首部+数据区，包括源、目标IP计算校验和的过程：使用伪首部，但是不发送伪首部伪首部的格式:说明：伪首部的引入破坏了分层原则，是根据需要做的折中。源IP目标IP0协议UDP长度验证校验和时若发现错误，则将用户数据报丢弃；对于某些网络应用不合适，如音、视频应用。5.UDP-LiteLightweightUserDatagramProtocol思想:增加校验和字段使用的灵活性;方法:数据=敏感+非敏感两个区域;敏感区域:校验和计算的输入区，当这个区域的数据发生差错时，报文将被丢弃。非敏感区域:数据不进行校验，即便这个区域的数据发生差错，报文也不会被丢弃。报文格式:校验和覆盖:从报文首部的第一个字节开始计算校验和时输入的字节数;‘0’:整个报文都被覆盖;规定:首部必须被覆盖，即=8源端口目的端口校验和覆盖校验和数据6.UDP端口实质：是一个可读、可写的软件结构，内部有一个接收报文缓冲区。每个端口以一个16bit整数标识。端口2端口n端口1UDP基于端口的多路分解IP层缓冲区缓冲区缓冲区源（客户机）端口：1.开发者指定2.操作系统随机分配目标（服务器）端口：1.集中式统一指派1-10232.开发者自定义1024-65535常用的几个知名端口:53(DNS)、161(snmp)、QQ（8000/443）7.最大UDP数据报长度理论上：65535–20–8=65507实际实现：例子(最大IP数据报长度)：①SunOS4.1.3环回测试:32767②BSD/386-SunOS4.1.3:32786③Solaris2.2环回测试:65507结论:最大报文长度与源端和目的端协议模块实现有关。练习能否将同一端口号分配给两个进程使用？–可以，一个TCP进程一个UDP进程。为什么UDP校验和独立于IP校验和？你是否反对这样一个协议：对包括UDP报文在内的整个IP数据报使用一个校验和？–IP仅针对首部计算校验和，UDP报文封装在IP数据报中作为数据报的数据区，因此单独计算校验和。这样整个IP数据报都可以被校验。–IP和UDP属于不同的协议模块和层次，合并校验不利于区分错误来源。练习接收端收到有差错的UDP报文时应如何处理？–发生差错有几种情况：–若UDP目的端口号未开放，则返回ICMP端口不可达报文；–若检验校验和时发生差错，则丢弃。练习假定一台主机连接在以太网上，它要发送总长度为8192字节的UDP报文。该报文最终被分成多少个IP数据报投递？–以太网MTU为1500字节。不考虑IP选项，IP首部20字节，所以预留给UDP的长度为1480字节。所以最终的分片数为|8192/1480|+1=6。练习从网络安全的角度看，使用知名端口号会不会存在安全风险？–知名端口与应用绑定，若应用存在安全缺陷，则黑客可以通过端口扫描发现网络通信对应的上层应用，从而针对安全漏洞进行攻击。实验