《计算机网络技术基础 》教案 第11课 TCPIP协议集(一)用户数据报协议UDP

课题TCP/IP协议集（一）——用户数据报协议UDP 课时1课时（45 min）
教学目标
知识技能目标：
（1）掌握UDP的特点
（2）掌握UDP的端口号分配
（3）掌握UDP的数据报格式
思政育人目标：
了解TCP/IP协议集对于计算机网络的重要意义，体会其对计算机科学与技术发展的重要意义进而感受科学技术发展所带来的改变，引导学生树立崇尚科学、尊重发展的理念，切实增强投身建设社会主义现代化科技强国的责任感、使命感，通过不断深入的学习使学生获得专业认同感和专业自信。

教学重难点教学重点：UDP的特点、端口号分配和数据报格式教学难点：UDP的数据报格式
教学方法问答法、讨论法、讲授法
教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材、APP
教学设计第1节课：考勤（2 min）→问题导入（3 min）→传授新知（30 min）→课堂互动（5min）→课堂小结（3 min）→作业布置（2 min）
教学过程主要教学内容及步骤设计意图
第一节课
考勤（2 min）⏹【教师】使用APP进行签到
⏹【学生】按照老师要求签到
培养学生的组
织纪律性，掌握学
生的出勤情况
问题导入（3 min）⏹【教师】要求学生扫描二维码播放“用户数据包协议UDP”
视频，并提出问题：
1．回想UDP属于那一分层中的协议其主要功能是什么？
2．说一说你所了解到的用户数据包协议UDP
⏹【学生】聆听、思考、回答问题
⏹【教师】通过学生的回答引入要讲的知识
通过问题导入
的方法，引导学生
主动思考，激发学
生的学习兴趣
传授新知（30 min）
【教师】结合教材讲解用户数据包协议UDP
一、用户数据包协议UDP
1．用户数据包协议UDP概述
在TCP/IP协议族中，有两个传输层协议：传输控制协议（TCP）
和用户数据报协议（UDP）。

✈【教师】提出问题，课堂互动
思考：回想上节课所讲到的TCP、UDP的连接性以及可靠性如
何。

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。

✈【学生】聆听、思考、完成任务
（1）发送端的UDP传输过程
应用层报文
UDP用户数据报的数据部分
UDP首部
IP数据报的数据部分
IP首部
应用层
运输层
IP层
面向报文的UDP：
①发送方UDP 对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向
下交付IP 层。

UDP 对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，
而是保留这些报文的边界。

②应用层交给UDP 多长的报文，UDP 就照样发送，即一次
发送一个报文。

③接收方UDP 对IP 层交上来的UDP 用户数据报，去除首
部后就原封不动地交付上层的应用进程，一次交付一个完整的报文。

2．UDP的主要特点
（1）UDP提供无连接的服务，即发送数据之前不需建立连接。

（2）UDP不提供可靠性，使用尽最大努力交付。

（3）UDP缺乏拥塞避免和控制机制，适合多媒体通信的要求。

解决阻塞的方法：
①包队列和丢弃技术的路由器
②数据报拥塞控制协议（DCCP）
（4）UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。

通过教师的讲
解和演示，帮助学
生掌握用户数据
包协议UDP
2
✈【教师】提出问题，课堂互动
思考：1.典型的UDP应用。

流媒体、实时多媒体游戏和VoIP就是典型的UDP应用。

✈【学生】聆听、思考、完成任务
3．UDP端口号分配
（1）端口的意义
通信双方进行通信时，不仅要知道目的主机的IP地址，还应该
确定数据交付的具体应用进程。

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。

（2）软件端口与硬件端口
①在协议栈层间的抽象的协议端口是软件端口。

②路由器或交换机上的端口是硬件端口
硬件端口是不同硬件设备进行交互的接口，而软件端口是应
用层的各种协议进程与运输实体进行层间交互的一种地址。

（3）TCP/IP参考模型端口表示方法
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。

①TCP/IP协议约定：0～1023为保留端口号，为标准应用服
务使用。

②1024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）常见的UDP服务端口号
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
✈【教师】提出问题，课堂互动
思考：1.端口的作用。

2.搜集材料了解端口有哪些类型。

✈【学生】聆听、思考、完成任务
⏹【学生】聆听、思考、记忆
⏹【教师】结合教材讲解UDP数据报格式
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二、UDP数据报格式
UDP数据报有数据字段和首部字段两个字段。

首部字段只有8个字节，由4个字段组成，每个字段长度都是两个字节。

8字节16位源端口号（可选）16位目的端口号
16位UDP长度16位UDP校验和（可选）
数据字段
0151631
（1）各部分含义：
①16位的源端口号和目的端口号：分别用来标记发送和接收的应用进程。

②目的端口号后面是长度固定的以字节为单位的长度字段，来指定UDP数据报中包括数据部分的长度，最小值为8（仅有首部）。

③16位的UDP校验和是用来对首部和数据部分一起做校验和的，检测UDP用户数据报在传输中是否出错。

（2）首部格式：
在计算检验和时，临时把“伪首部”和UDP 用户数据报连接在一起。

伪首部仅仅是为了计算检验和。

（3）传输过程
当传输层从IP层收到UDP数据报后，根据首部中的目的端口将其交付给相应的应用程序。

如果接收方UDP发现没有与收到的报文中的目的端口号匹配的端口，则丢弃该报文，并发送“端口不可达”差错报文给发送端；如果匹配端口号已满，也丢弃该报文，但不回送差错报文，只能等待超时重发。

⏹【学生】聆听、思考、记忆
课堂互动（5 min）
⏹【教师】提出问题，要求学生讨论并回答问题
思考：如果应用程序愿意使用UDP完成可靠传输，这可能吗？
说明理由。

通过练习题巩
固所学知识，加深
对知识点的理解
4
⏹【学生】思考、讨论、回答问题
课堂小结（3 min）
⏹【教师】简要总结本节课的要点
UDP是OSI参考模型中一种无连接的传输层协议，它主要用于
不要求分组顺序到达的传输中，分组传输顺序的检查与排序由应用
层完成，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。

UDP 协议基本
上是IP协议与上层协议的接口。

UDP协议适用端口分别运行在同
一台设备上的多个应用程序。

UDP提供了无连接通信，且不对传送数据包进行可靠性保证，
适合于一次传输少量数据，UDP传输的可靠性由应用层负责。

常用
的UDP端口号有：53（DNS）、69（TFTP）、161（SNMP），
使用UDP协议包括：TFTP、SNMP、NFS、DNS、BOOTP。

UDP报文没有可靠性保证、顺序保证和流量控制字段等，可靠
性较差。

但是正因为UDP协议的控制选项较少，在数据传输过程中
延迟小、数据传输效率高，适合对可靠性要求不高的应用程序。

⏹【学生】总结回顾知识点
总结知识点，帮
助学生更好的掌
握用户数据保协
议UDP
作业布置（2 min）⏹【教师】布置课后作业
1．试举例说明有哪些应用程序愿意采用不可靠的UDP，而
不愿意采用可靠的TCP。

2．接收方接收到了有差错的UDP用户数据报时应如何处理。

⏹【学生】完成课后任务
通过课后作业
复习巩固学到的
知识，提高实际操
作能力
教学反思
本节课教学整体效果不错，部分环节让学生觉得较为枯燥。

教师要反思如何才能让学生感受到学习的乐趣、如何才能提高学生学习的积极性和主动性、如何才能激发出他们的学习潜能等。

教师要秉承公平、公正，不能只注视学习成绩好的学生，对于学习成绩差的学生更是要多加鼓励和指导。

5。