实验五 UDP用户数据报格式.doc

实验五 UDP用户数据报的格式 【实验目的】 了解运输层的基本原理和两种运输层协议之间的区别； 理解UDP协议的工作原理和工作过程； 了解端口的基本概念及分配方法； 熟悉UDP协议的报文格式。 【实验内容】 分析UDP数据报的结构，熟悉各个字段的内容、功能、格式和取值范围； 编辑UDP数据报各字段的内容； 单个或批量发送已经编辑好的UDP数据报。 【实验原理】 端口 UDP和TCP都通过端口与上层应用进程进行通信，端口相当于应用进程在本机中的地址。UDP的一个连接由对插口（socket）（IP地址和端口号）来标识。如：（3，1500）与（5，25），运输层中的IP地址与端口关系如下图所示。端口用一个16bit的端口号进行标识，熟知端口数值一般在0～1024之间，1024以上的端口号用户可以自定义使用。使用UDP进行通信的上层协议包括DNS（端口号53）TFTP（端口号69）、SNMP（端口号169）等。 UDP数据报格式 用户数据报协议UDP只在IP的数据报服务之上增加了端口功能和差错检测功能，UDP只能提供不可靠的交付，其报文格式如下所示： UDP报文中有两个部分：数据部分和首部，首部部分很简单，只有8个字节，由四个字段组成，每个字段都是两个字节。各个字段意义分别是： 源端口号，这是在源主机上运行的进程所使用的端口号，如果源主机是客户端（发起请求的一方），则在大多数情况下这个端口号是临时端口号，如果源主机是服务器端（发送响应时），则在大多数情况下这个端口号时熟知端口号。 目的端口号，这是在目的主机上运行的进程所使用的端口号，如果目的主机是客户端（发起请求的一方），则在大多数情况下这个端口号是临时端口号，服务器需要将这个临时端口号复制下来，如果目的主机是服务器端（发送响应时），则在大多数情况下这个端口号时熟知端口号。 长度，定义了用户数据报的总长度，首部加上数据，数据部分的长度范围时0～65507。 检验和，这个字段用来检验这个用户数据报（首部加上数据）出现的差错。 检验和 UDP用户数据报首部中检验和的计算方法有些特殊。在计算检验和时，需要在UDP用户数据报之前增加12个字节的伪首部。这个伪首部并不是UDP真正的首部，这是在计算检验和时临时和UDP用户数据报连接在一起，得到一个过渡的UDP用户数据报，检验和就是按照这个过渡的UDP用户数据报来计算的。伪首部既不向下传送也不向上提交，而仅仅时为了计算检验和。UDP计算检验和的方法和计算IP数据报首部检验和的方法相似，不同的是，IP数据报的检验和只是检验IP数据报的首部，但是UDP的检验和是将首部和数据部分一起都检验。 【实验步骤】 练习一：分析UDP用户数据报格式 运行报文仿真编辑器。 选择“文件”菜单中的“打开”菜单项，选择安装目录下Data目录中的报文仿真编辑器存档文件udp.pef。或者选择“操作”菜单中的“新建报文”菜单项，选择UDP类型添加一条报文记录。模本文件中的报文或新增加的报文会自动显示在报文列表框中。报文列表框中显示的内容包括：报文序号、源IP地址和目的IP地址。 从报文列表框中选中一条记录，报文仿真编辑器中间部分自动显示此条报文记录的协议结构树，同时16进制对照表中显示该条报文对应的16机制值。 选中协议结构树中的“UDP首部”结点，报文仿真编辑器右侧部分的属性列表自动显示当前UDP首部各个字段的内容，协议结构树中的结点与16进制对照表的内容是联动的，选中一个结点，16进制对照表中会在相应的位置改变颜色。 在属性列表中查看UDP报文中各个字段的结构和内容。 练习二：编辑UDP用户数据报格式中的字段内容 在运行计算机网络实验系统的机器上运行系统的“ipconfig /all”命令，查看本机的IP地址和MAC地址。 运行报文仿真编辑器，选择“操作”菜单中的“增加主机”菜单项，或在界面左下方计算机列表框中右键弹出快捷菜单选择“增加主机”菜单项，在“主机信息编辑”对话框中将第一条中查看到的IP地址和MAC地址添加到主机列表中，主机列表框中显示的信息包括：网络中的主机序号、IP地址和MAC地址。 在报文仿真编辑器的属性列表框中编辑UDP报文的各个字段，源端口和目的端口都是16bit长度，如果是熟知端口，则其范围在0～1024之间，自定义端口在1025～65535之间。 长度也是16bit，范围包括了UDP的首部和数据部分，因此这里的最小长度是8个字节。 练习三：发送和接收UDP报文序列 运行报文解析器，选择“开始捕获”快捷菜单，此时报文解析器处于捕获状态。 在报文仿真编辑器的报文列表框中选择一条或多条报文记录，然后点击“发送报文”快捷菜单，当看到“发送成功”消息框时表示所选报文已经发送到所在的局域网中。 报文解析器中的报文列表框中会自动显示已经捕获到的报文，报文列表