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第一页共七页实验4用户数据报协议（UDP）【实验目的】1.掌握UDP协议的报文格式2.掌握UDP协议校验和的计算方法3.理解UDP协议的优缺点4.理解协议栈对UDP协议的处理方法5.理解UDP上层接口应满足的条件【实验步骤】练习1编辑并发送UDP数据报练习内容：各主机打开协议分析器，进入相应的网络结构并验证网络拓扑的正确性，如果通过拓扑验证，关闭协议分析器继续进行实验，如果没有通过拓扑验证，请检查网络连接。本练习将主机A和B作为一组，主机C和D作为一组，主机E和F作为一组。现仅以主机A、B所在组为例，其它组的操作参考主机A、B所在组的操作。1.主机A打开协议编辑器，编辑发送给主机B的UDP数据报。MAC层：目的MAC地址：接收方MAC地址源MAC地址：发送方MAC地址协议类型或数据长度：0800，即IP协议IP层：第二页共七页总长度：包括IP层、UDP层和数据长度高层协议类型：17，即UDP协议首部校验和：其它所有字段填充完毕后填充此字段源IP地址：发送方IP地址目的IP地址：接收方IP地址UDP层：源端口：1030目的端口：大于1024的端口号有效负载长度：UDP层及其上层协议长度其它字段默认，计算校验和。●UDP在计算校验和时包括哪些内容？答：协议字段（IP层的高层协议类型）、源IP地址、目的IP地址、长度（UDP数据总长度）、UDP首部、UDP数据。2.在主机B上启动协议分析器捕获数据，并设置过滤条件（提取UDP协议）。3.主机A发送已编辑好的数据报。4.主机B停止捕获数据，在捕获到的数据中查找主机A所发送的数据报。思考题1.为什么UDP协议的“校验和”要包含伪首部？(在UDP伪首部中，包含32位源IP地址，32位目的IP地址，8位协议，16位UDP长度。第三页共七页通过伪首部的校验，UDP可以确定该数据报是不是发给本机的，通过首部协议字段，UDP可以确认有没有误传。)答：若校验和不包括伪首部，用户数据报也可能是安全的和正确的。但是，若IP首部受到损伤，则他可能被交付到错误的主机。伪首部中包含高层协议类型字段是为了确保这个数据报是属于UDP而不是属于TCP的。使用UDP的进程和使用TCP的进程可以使用同一个端口号。UDP的高层协议类型字段是17.若在传输过程中这个值改变了，在接收端计算校验和时就可检测出来，UDP就可丢弃这个数据报，这样就不会交付给错误的协议。2.比较UDP和IP的不可靠程度？答：UDP是传输层协议，IP是网络层协议，都是不可靠的。练习2UDP单播通信练习内容：本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。1.主机B、C、D、E、F上启动“实验平台工具栏中的UDP工具”，作为服务器端，监听端口设置为2483，“创建”成功。2.主机C、E上启动协议分析器开始捕获数据，并设置过滤条件（提取UDP协议）。3.主机A上启动“实验平台工具栏中的UDP工具”，作为客户端，以主机C的IP为目的IP地址，以2483为端口，填写数据并发送。4.察看主机B、C、D、E、F上的“UDP工具”接收的信息。第四页共七页●哪台主机上的“UDP工具”能够接收到主机A发送的UDP报文？答：主机C5.察看主机C协议分析器上的UDP报文，并回答以下问题：●UDP是基于连接的协议吗？阐述此特性的优缺点。（连接协议提供的是可靠、有序、不重复的发送服务。对那些不允许数据丢失的应用程序来说，这种协议十分有用。为了提高性能并保证可靠性，“面向连接”协议在发送端和（或）接收端交换并维护状态信息。传输控制协议（TCP，TransmissionControlProtocol）是一种面向连接协议，它被运用于很多“面向会话（session-oriented）”的Internet应用中，如Web服务和电子邮件。）答：不是。优点：相对于面向连接的服务，UDP传送数据较快速，系统开销也少。缺点：它不能防止报文的丢失、重复和乱序。由于她的每个报文必须包括完整的源地址的目的地址，因此开销很大；每个请求必须足够小，使其能够装入到用户数据报中。●UDP报文交互中含有确认报文吗？阐述此特性的优缺点。答：没有。优点：提高传输效率；缺点：在传输过程中可能有丢失、重复、乱序的现象。6.主机A上使用协议编辑器向主机E发送UDP报文，其中：目的MAC地址：E的MAC地址第五页共七页目的IP地址：主机E的IP地址目的端口：2483校验和：0发送此报文，并回答以下问题：●主机E上的UDP通信程序是否接收到此数据包？UDP是否可以使用0作为校验和进行通信？答：是；可以。7.主机B、C、D、E、F关闭服务端，主机A关闭客户端。思考题1.思考UDP的差错处理能力。答：除校验和外，UDP没有差错控制机制。这就表示发送端不知道报文是丢失了还是重复地交付了。当接收端使用校验和并检测出差错时，就悄悄地将这个用户数据报丢掉。练习3UDP广播通信练习内容：本练习将主机A、B、C、D、E、F作为一组进行实验。1.主机B、C、D、E、F上启动“实验平台工具栏中的UDP工具”，作为服务器端，监听端口设为2483。2.主机B、C、D、E、F启动协议分析器捕获数据，并设置过滤条第六页共七页件（提取UDP协议）。3.主机A上启动“实验平台工具栏中的UDP工具”，作为客户端，以255.255.255.255为目的地址，以2483为端口，填写数据并发送。4.察看主机B、C、D、E、F上的“UDP工具”接收的信息。●哪台主机能够接收到主机A发送的UDP报文？答：BCDEF5.察看协议分析器上捕获的UDP报文，并回答以下问题：●主机A发送的报文的目的MAC地址和目的IP地址的含义是什么？答：目的MAC地址为FFFFFF-FFFFFF，是广播地址。目的IP地址为255.255.255.255，是受限广播地址。思考题1.如果将目的MAC地址换成某一个主机的MAC地址，是否所有主机还会收到这种报文？答：主机A发送的报文的目的MAC地址为某一主机的MAC地址，而目的IP地址无论是某一主机的IP地址，还是255.255.255.255，结果都是只有目的MAC地址所对应的主机可收到主机A所发送的报文。因为目的MAC地址对应主机才是真正接收数据的主机（前提是目的IP地址是有效的）。2.如果将目的MAC地址设成广播地址，目的IP设成某一主机的IP第七页共七页地址，结果怎样？答：有两种情况：如果目的MAC地址是广播地址，则结果为所有主机都收到A所发送的报文；如果目的MAC地址为某一主机的MAC,则主机A所发送的数据只能被该主机所接收。原因同上。3.在可靠性不是最重要的情况下，UDP可能是一个好的传输协议。试给出这种特定情况的一些示例。答：很多聊天软件使用UDP作为数据传输所使用的协议，因为聊天软件对于数据传输的可靠性要求一般很小。4.UDP协议本身是否能确保数据报的发送和接收顺序？答：不能。