4.2 用户数据报协议UDP（课件） -《计算机网络技术基础》同步教学(上海交通大学出版社)

计算机网络技术基础 LOREM IPSUM DOLOR TCP/IP协议簇 第四章 章节导读 不同的厂家生产的计算机运行的操作系统可能完全不同，却因为有了TCP/IP协议簇而能够进行相互通信。TCP/IP协议簇包含很多协议，其中最核心的3个协议是网际协议（internet protocol，IP）、传输控制协议（transmission control protocol，TCP）和用户数据报协议（user datagram protocol，UDP）。 本章就来介绍这3个较核心的协议，以及地址解析协议（address resolution protocol，ARP）和网际控制报文协议（internet control message protocol，ICMP）。 3 学 习 目 标 掌握IP数据报的格式。 掌握IPv4地址的结构和分类。 掌握TCP传输连接的建立和释放过程。 理解子网掩码的概念，掌握子网划分的方法。 理解地址解析协议ARP和网际控制报文协议ICMP的工作原理和应用。 了解IPv6地址的结构和特点。 掌握UDP的概念、特点、端口号分配和数据报格式。 掌握TCP的概念、特点、端口号分配和数据报格式。 掌握TCP传输连接的建立和释放过程。 4 4.2 用户数据报协议UDP 在TCP/IP协议簇中，有两个传输层协议：传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）和用户数据报协议（User Datagram Protocol，UDP）。其中，TCP是面向连接的、提供可靠服务的协议；UDP则是无连接的，它提供高效但低可靠性的服务。 UDP是一个简单的面向数据报的传输层协议：发送端的UDP对应用程序传下来的报文，只在其首部仅仅加入了复用和数据校验字段后就交付IP层。也就是说，应用层交给UDP多长的报文，UDP就一次照样发送一个报文，如图4-1所示。在接收端的UDP收到IP层交付的数据报后，去掉首部后原封不动地交付给上层的应用程序。 图4-18 发送端的UDP传输过程 4.2.1 UDP的主要特点 UDP的主要特点包括： 4.2 用户数据报协议UDP （1）无连接的服务，即在传输数据之前不需事先建立连接。UDP无连接的特点使得数据传输时延比较小。 （2）不可靠性。UDP把应用层传给IP层的数据发送出去，使用尽最大努力交付，但是并不保证它们能够可靠交付。由于缺乏可靠性，UDP应用一般必须允许一定量的丢包、出错和复制。绝大多数UDP应用都不需要可靠机制，甚至可能因为引入可靠机制而降低性能。绝大多数UDP应用都不需要可靠机制，如流媒体、实时多媒体游戏和VoIP（voice over IP），甚至可能因为引入可靠机制而降低性能。 4.2 用户数据报协议UDP （3）缺乏拥塞避免和控制机制，使用UDP时，网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率变低，因此需要基于网络的拥塞控制机制来减小因失控和高速UDP流量负荷而导致的拥塞崩溃效应。 使用包队列和丢弃技术的路由器等网络设备往往就成为降低UDP过大通信量的有效工具。此外，数据报拥塞控制协议（datagram congestion control protocol，DCCP）可以通过在诸如流媒体类型的高速率UDP流中增加主机拥塞控制来解决拥塞问题。 （4）支持多种交互通信。UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。 4.2.2 UDP端口号分配 网络中的通信实际上是进程间的通信，大多数操作系统都支持多进程并发功能，即允许多个应用程序同时运行。因此，通信双方进行通信时，不仅要知道目的主机的地址，还应该确定数据交付的具体进程。为了解决这个问题，传输层协议引入了不同的协议端口（简称端口）来表示不同的应用程序。 与远程应用程序通信时，发送端不仅要知道接收端的地址，每个数据报还必须带有接收端的协议端口号。同样，为使接收端知道把回应数据发送给谁，发送端在数据报中还必须带有自身的协议端口号。 4.2 用户数据报协议UDP TCP/IP参考模型的传输层用一个16位的端口号来标志一个端口，因此允许有65 535个不同的端口号，这对于一个计算机来讲是足够用的。TCP/IP协议约定：0～1023为保留端口号，为标准应用服务使用；1024以上是自由端口号（也称动态端口号），为用户应用服务使用。 4.2 用户数据报协议UDP 表4-10列出了常见的UDP服务端口号。 表4-10 常见UDP服务及端口号 UDP端口号 协议名称 说 明 53 DOMAIN 域名服务（DNS） 69 TFTP 简单文件传输协议 161 SNMP 简单网络管理协议 520 RIP 路由信息协议 4.2 用户数据报协议UDP 提