《TCPIP协议》课程设计详细分解.doc

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成绩: 《TCP/IP协议分析》课程设计 题 目: UDP协议分析 院(系): 专业: 2010软件工程(5455)一班 姓 名: 学 号: 任课教师: 2013年月 图1-1 UDP 1.2 协议的作用 为了在给定的主机上能识别多个目的地址,同时允许多个应用程序在同一台主机上工作并能独立地进行数据报的发送和接收,设计用户数据报协议UDP。 UDP只提供数据的不可靠交付,它一旦把应用程序发给网络层的数据发送出去,就不保留数据备份(所以UDP有时候也被认为是不可靠的数据报协议)。 UDP在IP数据报的头部仅仅加入了复用和数据校验(字段)。UDP使用底层的互联网协议来传送报文,同IP一样提供不可靠的无连接数据报传输服务。它不提供报文到达确认、排序、及流量控制等功能。在选择使用协议的时候,选择UDP必须要谨慎。在网络质量令人不十分满意的环境下,UDP协议数据包丢失会比较严重。但是由于UDP的特性:它不属于连接型协议,因而具有资源消耗小,处理速度快的优点,所以通常音频、视频和普通数据在传送时使用UDP较多,因为它们即使偶尔丢失一两个数据包,也不会对接收结果产生太大影响。比如我们聊天用的ICQ和QQ就是使用的UDP协议。 图2-1 UDP端口的多路分解 3 协议格式分析 3.1 UDP报文封装 在交给IP层之前,UDP给用户要发送的数据加上一个首部。IP层又给从UDP接收到的数据报加上一个首部。最后,网络接口层把数据报封装到一个帧里,最后转化为比特流在网络中投递。封装UDP报文的IP数据报首部协议字段应设置为17,如图3-1所示。帧的结构根据底层的网络技术来确定。通常网络帧结构包括一个附加的首部。 在接收端,最底层的网络软件接收到一个分组后把它提交给上一层模块。每一层都在向上送交数据之前剥去本层的首部,因此当最高层的协议软件把数据送到相应的接收进程的时候,所有附加的首部都被剥去了。也就是说,最外层的首部对应的是最底层的协议,而最内层的首部对应的是最高层的协议。研究首部的生成与剥除时,可从协议的分层原则得到启发。当把分层原则具体的应用于UDP协议时,可以清楚地知道目的机上的由IP层送交UDP层的数据报就等同于发送机上的UDP层交给IP层的数据报。同样,接收方的UDP层上交给用户进程的数掘也就是发送方的用户进程送到UDP层的数据。在多层协议之间,职责的划分是清楚而明确的,IP层只负责在互联网上的一对主机之间进行数据传输,而UDP层只负责区分一台主机上的多个源端口或目的端口。 图3-1 UDP报文的封装 3.2 UDP报文的抓取步骤 抓取百度主页的UDP报文。 主机打开EtherPeek NX工具,点击过滤条件(udp),新建抓包窗口,开始捕获; 主机打开浏览器,进入百度有哪些信誉好的足球投注网站栏首页; 图3-2 百度有哪些信誉好的足球投注网站栏主页 EtherPeek NX工具窗口停止捕获,进行分析捕获到的UDP报文。 图3-3 UDP请求报文 图3-4 UDP应答报文 本次实验验证了UDP协议的工作过程,从理论上讲,IP数据报的最大程度是65535字节,除去20字节的IP首部和 8字节的UDP首部,UDP数据报中用户数据的最大长度应为65507字节,但大多数实现所提供的长度比这个最大值小。例如,在SunOS 4.1.3下使用回送接口的最大IP数据报长度是32767字节,所能接收的最大UDP报文长度为32747字节。但在Solaris2.2下使用回送接口,最大可收发的IP数据报长度是65535字节,相应的最大UDP报文长度为65515。显然,这种限制与具体操作系统的协议模块市县有关。 3.3 UDP报文格式的分析 3.3.1 报文格式 UDP报文又称为用户数据报,它分为首部和数据区两部分。 其中“源端口”和“目的端口”包含了16比特的UDP端口号,用于在各个等待接收报文的应用之间对数据报进行多路分解操作。其中“源端口”字段可选,若选用,则指定了应答报文应该发往的目的端口;若不选用,值为0。 “报文长度”字段指明以字节为单位的UDP首部和UDP数据的长度,最小值为8,即UDP首部的长度。 UDP报文首部的“校验和”字段是可选的。如果该字段值为0,说明未进行校验。设计者把这个字段作为可选项的目的,是为了尽量减少在可靠性很好的局域网上使用UDP的程序开销。但IP对数据报中的数据部分并不计算校验和,所以UDP的校验和字段提供了唯一保证UDP报文无差错的途径。 3.3.2 UDP信息包 UDP信息包由UDP标题和数据组

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