UDP数据报
udp报文格式解析
udp报文格式解析
UDP(用户数据报协议)报文格式主要由4个16位字段组成,分别是源端口、目的端口、长度和校验值。
1. 源端口:源端口字段占据UDP报文头的前16位,通常包含发送数据报
的应用程序所使用的UDP端口。
接收端的应用程序利用这个字段的值作为
发送响应的目的地址。
这个字段是可选的,所以发送端的应用程序不一定会把自己的端口号写入该字段中。
如果不写入端口号,则把这个字段设置为0。
这样,接收端的应用程序就不能发送响应了。
2. 目的端口:接收端计算机上UDP软件使用的端口,占据16位。
3. 长度:该字段占据16位,表示UDP数据报长度,包含UDP报文头和UDP数据长度。
因为UDP报文头长度是8个字节,所以这个值最小为8。
4. 校验值:该字段占据16位,可以检验数据在传输过程中是否被损坏。
以上内容仅供参考,可以查阅专业书籍或文献获取更全面和准确的信息。
c语言udp编程
c语言udp编程摘要:1.UDP 简介2.C 语言UDP 编程基础3.UDP 数据报结构4.UDP 发送和接收函数5.UDP 编程实例正文:【1.UDP 简介】UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)是一种无连接的、不可靠的数据传输协议。
与TCP 协议相比,UDP 不建立连接,不保证数据包的可靠传输,但传输速度快,开销小。
因此,UDP 适用于那些对传输速度要求较高,能容忍部分丢包的数据传输场景,例如实时音视频传输。
【2.C 语言UDP 编程基础】在C 语言中,我们可以使用socket 库进行UDP 编程。
首先,需要包含相应的头文件:```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <unistd.h>#include <arpa/inet.h>#include <sys/socket.h>```然后,需要使用`socket`函数创建一个UDP 套接字:```cint sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);```其中,`AF_INET`表示使用IPv4 协议,`SOCK_DGRAM`表示UDP 套接字,`IPPROTO_UDP`表示UDP 协议。
【3.UDP 数据报结构】在C 语言中,UDP 数据报使用`struct sockaddr_in`结构表示。
这个结构包含了源IP 地址、目标IP 地址、源端口和目标端口等信息。
具体定义如下:```cstruct sockaddr_in {int8_t alen; // 地址长度,通常为4 字节int8_t s_addr; // 源IP 地址(网络字节序)int16_t s_port; // 源端口,网络字节序};```【4.UDP 发送和接收函数】发送UDP 数据包时,可以使用`sendto`函数:```cint sendto(int sock, const void *buf, int len, const struct sockaddr *addr);```接收UDP 数据包时,可以使用`recvfrom`函数:```cint recvfrom(int sock, void *buf, int len, struct sockaddr *addr, int *alen);```【5.UDP 编程实例】以下是一个简单的C 语言UDP 编程实例,实现了一个简单的客户端和服务器:服务器端代码:```cint main() {int sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);struct sockaddr_in addr;addr.alen = sizeof(addr);addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);addr.s_port = htons(8888);bind(sock, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));while (1) {char buf[1024];int len = recvfrom(sock, buf, sizeof(buf), NULL, NULL);printf("收到消息:%s", buf);}return 0;}```客户端代码:```cint main() {int sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);struct sockaddr_in addr;addr.alen = sizeof(addr);addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");addr.s_port = htons(8888);while (1) {char buf[1024] = "Hello, UDP!";sendto(sock, buf, sizeof(buf), (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));}return 0;}```分别编译并运行服务器端和客户端代码,可以看到服务器端能接收到客户端发送的消息。
UDP数据协议报学习
UDP封装:
IP包 IP头 UDP头 载荷数据
UDP数据报
源端口(Source Port) 长度(Length) 数据(Data) (1)源端口:用于标识数据报的源端进程,字段长度为16比特,最大支持64 k个端口号。源端进程不需要目的端 返回数据报,源端口字段可设为0 (2)目的端口:目的端进程所使用的端口,字段长度为16比特,最大支持64 k个端口号。 (3)长度:16位的长度字段,表明包括UDP头和数据在内的整个UDP数据报的长度。 (4)校验和:16位的错误检查字段,基于部分IP头信息,UDP头和载荷数据的内容计算得到,用于检测传输过程 中出现的错误。 目的端口(Destination Port) 校验和(Checksum) UDP头格式
UDP需要滑动窗口协议吗?
UDP是不可靠的,本身缺乏拥塞控制机制,如果想实现可靠文件传输,需要加 入额外的机制来确保可靠。
优点: 1、实现拥塞控制,避免丢包 2、实现可靠文件传输 缺点:
1、加大系统开销,提高CPU占用率
2、延迟大,由于需要等待确认和超时
面向连接和无连接协议:
面向连接的服务:就是通信双方在通信时,要事先建立一条通信线路,其过程有建立连接
UDP进行路径MTU发现:
本图给出了在目的主机(slip)上所收集到的tcpdump对于第一个到达数 据报的输出结果。 可以看出在slip主机上的收到的包是被bsdi又重新分了片的 第1行是272 第2行是272
第3行是8
第4行是106
滑动窗口协议:
滑动窗口是一种流量控制技术。早期的网络通信中,通信双方不会考虑网络的拥挤 情况直接发送数据。由于大家不知道网络拥塞状况,一起发送数据,导致中间结点阻
以及20字节IP首部,因此,总IP数据报长度是 572字节。
udp协议工作原理
udp协议工作原理UDP(User Datagram Protocol)是一种无连接的、不可靠的传输协议。
相比于TCP(Transmission Control Protocol),UDP更加简单,没有连接建立和维护的开销,同时也没有拥塞控制和流量控制等功能。
UDP主要用于实时性要求较高、对可靠性要求较低的应用场景,例如音视频传输、DNS域名解析等。
UDP的工作原理如下:1.数据报格式:UDP采用数据报的形式进行数据传输。
UDP数据报由两个重要字段组成:源端口号和目的端口号。
端口号指明数据是从哪个应用程序发送到哪个应用程序。
2.无连接性:UDP是无连接的,即在数据传输之前不需要建立连接。
发送方可以直接将数据报发送给接收方,而不需要两者之间的握手和协商。
3.不可靠性:UDP是一种不可靠的传输协议,它不保证数据传输的可靠性和顺序性。
它不提供任何确认机制,如果数据报在传输过程中丢失或者出错,UDP不会进行重传。
4.尽力交付:UDP采用尽力交付的方式,即发送方只负责尽力地将数据传输给接收方,而不保证接收方是否正确接收。
发送方不会等待确认,会连续发送数据报,从而提高传输效率。
5.高效性:UDP的头部开销相对较小,只有8个字节,相比TCP的20字节要少很多。
这使得UDP在传输过程中的开销较小,传输更加高效。
6.广播和多播支持:UDP支持广播和多播功能。
通过广播,一个UDP数据报可以同时发送给所有网络中的设备。
通过多播,一个UDP数据报可以同时发送给多个目的地址,节省网络带宽资源。
7.适用场景:由于UDP的特性,它主要适用于实时性要求较高的场景,如音视频传输、实时游戏等。
在这些场景下,对于传输的实时性要求更高,而对于可靠性要求较低,一些丢失的数据可以通过后续的数据重传或者应用层的冗余处理来实现。
总结起来,UDP的工作原理是基于无连接、不可靠的传输方式,适用于实时性要求较高、对可靠性要求较低的应用场景。
UDP的简单性和高效性使其在一些特定场景下得到广泛应用。
数据包报文格式(IP包TCP报头UDP报头)
数据包报文格式(IP包TCP报头UDP报头)一、IP包格式IP数据包是一种可变长分组,它由首部和数据负载两部分组成。
首部长度一般为20-60字节(Byte),其中后40字节是可选的,长度不固定,前20字节格式为固定。
数据负载部分的长度一般可变,整个IP数据包的最大长度为65535B。
1、版本号(Version)长度为4位(bit),IP v4的值为0100,IP v6的值为0110。
2、首部长度指的是IP包头长度,用4位(bit)表示,十进制值就是[0,15],一个IP包前20个字节是必有的,后40个字节根据情况可能有可能没有。
如果IP包头是20个字节,则该位应是20/4=53、服务类型(Type of Service TOS)长度为8位(bit),其组成:前3位为优先级(Precedence),后4位标志位,最后1位保留未用。
优先级主要用于QoS,表示从0(普通级别)到7(网络控制分组)的优先级。
标志位可分别表示D(Delay更低的时延)、T(Throughput 更高的吞吐量)、R(Reliability更高的可靠性)、C(Cost 更低费用的路由)。
TOS只表示用户的请求,不具有强制性,实际应用中很少用,路由器通常忽略TOS字段。
4、总长度(Total Length)指IP包总长度,用16位(bit)表示,即IP包最大长度可以达216=65535字节。
在以太网中允许的最大包长为1500B,当超过网络允许的最大长度时需将过长的数据包分片。
5、标识符(Identifier)长度为16位,用于数据包在分段重组时标识其序列号。
将数据分段后,打包成IP 包,IP包因走的路由上不同,会产生不同的到达目地的时间,到达目地的后再根据标识符进行重新组装还原。
该字段要与标志、段偏移一起使用的才能达到分段组装的目标。
6、标志(Flags)长度为3位,三位从左到右分别是MF、DF、未用。
MF=1表示后面还有分段的数据包,MF=0表示没有更多分片(即最后一个分片)。
udp数据协议举例解释
UDP数据协议举例解释一、UDP概述UDP(User Datagram Protocol,用户数据协议)是一种无连接的协议,它提供了简单且高效的数据传输服务。
在TCP/IP协议栈中,UDP位于传输层,与之相对应的是TCP协议,这是一种面向连接的协议。
二、UDP主要特点1.无连接:与TCP协议不同,UDP不需要在传输数据之前建立连接。
这意味着UDP发送数据时不需要进行握手,可以直接将数据发送到目标地址。
2.不可靠性:由于UDP是无连接的,所以它无法确保数据的完整性和可靠性。
如果数据在传输过程中丢失或损坏,UDP无法进行恢复和重传。
3.效率高:由于UDP不需要建立连接和进行握手,因此它的传输效率相对较高。
这在一些对实时性要求较高的应用场景中,如视频通话、在线游戏等,显得尤为重要。
4.面向数据报:UDP以数据报的形式发送数据,每个数据报都是一个独立的数据单位。
这种方式适用于发送大量小型数据报,而对于发送少量大型数据报则不太适合。
5.支持端口号:UDP使用端口号来标识不同的进程或应用程序。
这使得一台机器上的多个进程可以使用不同的端口同时发送和接收数据。
6.首部开销小:相较于TCP协议,UDP的首部开销较小。
TCP协议的首部包含更多的字段,用于处理连接、确认、重传等功能,而UDP的首部则较为简单。
三、UDP数据报的首部结构UDP数据报的首部包含8个字节,分为两个部分:源端口号和目的端口号(各占2个字节),以及长度和校验和(各占1个字节)。
具体结构如下:1.源端口号(Source Port):2字节,标识发送方的端口号。
2.目的端口号(Destination Port):2字节,标识接收方的端口号。
3.长度(Length):1字节,表示数据报的总长度(以字节为单位)。
4.校验和(Checksum):1字节,用于检测数据报在传输过程中的完整性。
什么是 UDP
什么是UDP?UDP代表用户数据报协议(User Datagram Protocol)。
它是一种在计算机网络上进行无连接的数据传输的协议。
与TCP不同,UDP不提供可靠性和顺序性,它更加轻量级和高效。
UDP具有以下特点:1. 无连接性:UDP不需要在发送数据之前建立连接。
发送端直接将数据发送给接收端,而不需要进行握手和建立连接的过程。
2. 不可靠性:UDP不提供数据的可靠性保证。
一旦数据发送出去,UDP就不会关心数据是否到达目的地或者是否丢失。
如果数据丢失或者损坏,UDP不会进行重传,因此接收端无法得知数据是否完整地到达。
3. 无序性:UDP不保证数据的顺序。
发送端发送的多个数据包可能以不同的顺序到达接收端,接收端需要自己进行数据的排序和处理。
4. 高效性:由于不需要建立连接和提供可靠性等机制,UDP的开销较小,传输效率较高。
这使得UDP适用于对实时性要求高的应用,如音频、视频和游戏等。
5. 广播和多播支持:UDP支持广播和多播的特性,可以将数据同时发送给多个接收端。
UDP的工作流程如下:1. 发送数据:发送端将数据打包成数据报,并指定目标IP地址和端口号。
2. 数据传输:数据报通过网络传输到目标IP地址和端口号。
3. 接收数据:接收端接收到数据报,从中提取数据进行处理。
UDP适用于一些特定的场景,例如实时应用和广播通信等。
它在音频和视频流媒体、视频会议、在线游戏和物联网等领域得到广泛应用。
由于UDP的轻量级和高效性,它可以提供低延迟和快速的数据传输,适用于那些对数据的可靠性和顺序性要求相对较低的应用。
总结起来,UDP是一种无连接的协议,它提供了轻量级和高效的数据传输。
与TCP不同,它不提供可靠性和顺序性保证,但适用于实时性要求高的应用场景。
udp通信原理
udp通信原理UDP(用户数据报协议)是一种无连接的网络协议,属于传输层。
相对于TCP(传输控制协议),UDP具有传输速度快、不可靠、无拥塞控制等特点。
UDP主要用于不需要可靠数据传输的应用场景,如视频直播、VoIP等。
UDP通信原理:UDP通信过程分为两个部分:发送数据和接收数据。
1.发送数据发送数据时,需要指定目标主机的IP地址和端口号。
UDP没有连接的概念,所以只能通过此方式进行标识。
数据包由以下几个部分构成:源端口号:发送方发送数据的端口号。
目标端口号:接收方接收数据的端口号。
长度:UDP数据包的长度。
检验和:用于校验数据包是否有误。
数据:实际要传输的数据。
发送数据的过程如下:1.创建UDP套接字在发送数据前需要创建一个UDP套接字,通过socket()函数创建。
套接字可以理解为通信的端点,发送方和接收方都需要创建套接字。
2.设置目标IP地址和端口号发送方需要知道目标主机IP地址和端口号。
可以通过通过gethostbyname()函数获取主机IP地址,通过inet_addr()函数将主机IP地址转换为网络字节序。
3.封装数据包将要发送的数据加上源端口号和目标端口号、长度和检验和,封装成数据包。
4.发送数据包通过sendto()函数将数据包发送给目标主机。
2.接收数据接收数据时,需要指定本机的IP地址和端口号。
数据包由以下几个部分构成:源端口号:发送方发送数据的端口号。
目标端口号:接收方接收数据的端口号。
长度:UDP数据包的长度。
检验和:用于校验数据包是否有误。
数据:实际要传输的数据。
接收数据的过程如下:1.创建UDP套接字在接收数据前需要创建一个UDP套接字,通过socket()函数创建。
套接字可以理解为通信的端点,发送方和接收方都需要创建套接字。
2.绑定本地IP地址和端口号接收方需要知道本地IP地址和端口号,可以通过bind()函数绑定。
如果没有指定本地端口号,则系统会随机分配一个未使用的端口号。
udp组播原理 -回复
udp组播原理-回复UDP组播原理UDP(用户数据报协议)组播是一种基于UDP协议实现的多播通信方式。
在计算机网络中,广播是将一条消息发送给网络中的所有设备,而多播则是将一条消息发送给一组具有共同兴趣的设备。
UDP组播允许发送端将数据报传输给一个广播地址,该地址标识了一组接收方。
本文将逐步介绍UDP组播的原理和工作过程。
一、UDP协议基础在了解UDP组播之前,我们先了解一下UDP协议。
UDP协议是一种面向无连接的协议,它提供了一种简单的数据传输机制,适用于一对一、一对多和多对多的通信。
与TCP不同的是,UDP不提供可靠性、可靠的顺序传输、重传机制等功能,因此在某些实时性要求较高,但可靠性要求较低的应用场景中广泛使用。
二、UDP组播概述UDP组播是一种采用UDP协议实现的多播通信方式,它可以将数据报发送给一组共享相同兴趣的接收方。
组播通信由两个主要组件组成:发送方和接收方。
发送方负责将数据报发送给组播地址,接收方通过加入组播组来接收发送方发送的数据。
三、UDP组播地址在UDP组播中,组播地址是指标识一组接收方的特殊IP地址。
IPv4组播地址由32位表示,其中前4位固定为1110,后面28位可以用于标识多达268,435,456个组播组。
IPv6组播地址由128位表示,以"FF"开头。
四、IGMP协议IGMP(Internet组管理协议)是一种在多播通信中,主机和路由器之间交换信息的协议。
IGMP协议允许主机加入和离开特定的组播组,并告知路由器有关组播组的信息。
路由器使用IGMP协议来维护组播组的成员关系,并决定哪些数据报发送到哪些接口。
五、UDP组播工作过程以下是UDP组播的一般工作过程:1. 发送方加入组播组发送方首先通过加入一个或多个组播组来表明它有兴趣发送给该组的数据报。
发送方以组播地址为目标地址,向网络发送UDP数据报。
2. 路由器处理加入组播组消息当路由器接收到来自发送方的加入组播组消息时,它将更新自己维护的组播组成员表,记录发送方加入的组播组信息。
实验五udp用户数据报的格式
实验五UDP用户数据报的格式【实验目的】1、了解运输层的基本原理和两种运输层协议之间的区别;2、理解UDP协议的工作原理和工作过程;3、了解端口的基本概念及分配方法;4、熟悉UDP协议的报文格式。
【实验内容】1、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;2、编辑UDP数据报各字段的内容;3、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:(131.6.23.13,1500)与(130.42.85.15,25),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(端端口500IP = 131.6.23.13IP = 130.42.85.15端口501IP = 128.36.1.22端口500端口25连接1连接2连接3A C BUDP 数据报格式 伪首部源端口目的端口长 度检验和数 据数 据首 部首 部UDP 长度源 IP 地址目的 IP 地址017UDP 数据报IP 数据报字节44112122222字节● 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。
UDP协议接受数据流程
UDP协议接受数据流程UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)是一种无连接的传输层协议,它不实现可靠性,主要用于在网络上发送小数据包。
由于其简单和低延迟的特点,UDP被广泛应用于实时音视频传输、在线游戏和网络广播等场景。
UDP的接收数据流程如下:1. 创建套接字(Socket):首先,应用程序需要创建一个UDP套接字,以便套接字可以通过指定的端口接收数据。
2.绑定端口:在创建套接字之后,需要将其绑定到指定的端口上。
这样,套接字就可以监听该端口上的数据包。
3.等待数据到达:一旦套接字绑定到端口上,就可以开始等待数据包到达。
当有数据包到达时,操作系统会将其放入接收缓冲区中,并发送一个事件给应用程序。
4.接收数据包:应用程序通过调用套接字的接收函数来接收数据包。
接收函数会从接收缓冲区中读取数据包,并将数据包传递给应用程序。
5.处理数据包:一旦应用程序接收到数据包,可以对其进行处理。
根据应用程序的需求,可能需要解析数据包的内容、验证数据的完整性或执行其他操作。
6.发送应答(可选):在一些场景下,接收方可能需要向发送方发送应答。
应用程序可以调用套接字的发送函数,通过套接字将应答发送给发送方。
7.继续等待数据:完成一次接收后,套接字会继续等待下一个数据包的到达。
应用程序可以使用循环来保持套接字的接收状态,以接收连续的数据包。
需要注意的是,由于UDP是一种无连接的协议,因此在接收数据包时,无法保证数据包的顺序、完整性和可靠性。
应用程序需要自行处理这些问题,例如通过在数据包中添加序列号来确认数据包的顺序,或使用校验和对数据完整性进行验证。
此外,UDP的接收数据流程可以与多线程或多进程结合使用,以提高并发性能。
通过创建多个套接字并监听不同的端口,应用程序可以同时接收多个数据流,并进行并行处理。
UDP数据包协议
UDP数据包协议UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)是一种无连接的、面向数据报的传输层协议,是互联网协议套件TCP/IP的一部分。
与TCP协议相比,UDP不提供可靠的数据传输和有序的数据传递,但具有传输效率高、延迟低、实时性好等优点。
UDP适用于一些对数据传输可靠性要求较低但实时性要求较高的应用场景,如音频、视频传输、网络游戏和实时监控等。
UDP的数据包结构比较简单,由固定长度的报头和数据部分组成。
报头长度为8字节,包括源端口号、目的端口号、数据报长度和校验和等字段。
由于无连接性质,UDP在数据包交换过程中的处理开销较小,减少了额外的流量和延迟。
相比TCP,UDP的优势主要体现在以下几个方面:1.无连接性:UDP不需要经过连接的建立和断开过程,数据报发送完即结束,无需维护连接状态。
这样可以大大缩短连接的建立和断开所需的时间,提高传输效率。
2.传输效率高:UDP没有拥塞控制机制,不需要等待确认和重传丢失的数据包,因此在传输效率上明显优于TCP。
适用于对实时性要求较高的应用场景。
3.低延迟:UDP不需要等待多个数据包进行排序和重组,能够实时传输数据。
对于一些实时交互的应用,如在线游戏和语音通话等,UDP可以提供更低的延迟,提高用户体验。
4.支持广播和多播:UDP支持向局域网内的主机广播和多播数据包,可以实现快速的数据分发。
UDP的缺点也是相对明显的1.不可靠性:UDP不提供数据传输的可靠性保证,数据包可能会丢失、重复或乱序到达。
这对于一些对数据完整性和可靠性要求较高的应用场景来说是不可接受的。
2.网络拥塞导致的丢包:在网络出现拥塞时,UDP的无拥塞控制特性会导致丢包率更高,可能会对应用的稳定性和用户体验造成一定影响。
3.无流量控制和拥塞控制:UDP不提供拥塞控制和流量控制机制,当网络发生拥塞时,UDP无法有效调整发送速率,可能会导致网络更加拥堵。
总结起来,UDP适用于对实时性要求较高、数据可靠性要求相对较低的应用场景。
udpg的名词解释
udpg的名词解释UDPG是一种常见的网络协议,全称为User Datagram Protocol (用户数据报协议)。
与TCP (Transmission Control Protocol,传输控制协议)相对,UDP是一种无连接的传输协议。
本文将对UDPG进行详细的解释和探讨。
UDPG是一种面向无连接的协议,它主要用于互联网传输中的数据交换。
相比于TCP,UDP的工作原理更加简单、直接。
UDP通过数据包(也称为数据报)的方式进行传输,这意味着数据在传输过程中不会被分割成小块,也不需要进行任何确认机制。
相反,UDP只是简单地将数据包发送给目标设备,并期望目标设备能够接收到它。
UDPG常用于需要高效传输和实时性的应用程序,例如音频和视频流以及在线游戏。
这是因为UDP可以在不进行连接建立和断开的情况下,更快地传输数据。
与TCP相比,UDP不需要维护复杂的状态和连接管理。
这使得UDP能够在传输大量数据时更加高效,因为它的开销更小。
然而,这也意味着UDP在传输过程中可能会丢失数据包,或者数据包的顺序可能会被打乱。
因此,应用程序需要自行处理这些问题,例如通过使用应答机制进行丢包重传。
除了实时性要求较高的应用程序外,UDP还常用于网络发现、广播、DNS (Domain Name System,域名系统)和简单查询协议等方面。
例如,当设备加入一个局域网时,UDP可以用于发送广播消息,以便其他设备能够发现并与该设备进行通信。
此外,UDP还经常用于域名系统,通过将域名解析为IP地址,从而实现Internet上的主机之间的通信。
虽然UDP具有一些优点,但它并不适用于所有的应用场景。
由于UDP不提供可靠的数据传输机制,一些应用程序需要更加可靠的连接,以确保数据的完整性和正确性。
在这种情况下,TCP通常被用作更合适的选择。
由于UDP不进行流量控制和拥塞控制,它可能会导致网络中的拥塞情况。
因此,在对网络质量要求较高的应用场景中,UDP可能不是最佳选择。
udp用法
UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)是一种无连接的、不可靠的、基于报文的传输层协议。
它主要用于实时通信、数据广播和分布式系统等领域。
以下是UDP 的一些基本用法:1. 建立连接:UDP 协议不需要预先建立连接,直接发送数据报即可。
发送方将数据打包成报文,添加目标IP 地址和端口号,然后发送给接收方。
2. 接收数据:接收方监听指定的端口,等待发送方的数据报。
当收到数据报时,解析报文,提取数据。
3. 数据报结构:UDP 数据报包含以下几个部分:- 报头:包括源IP 地址、目标IP 地址、UDP 协议版本号和校验和。
- 数据:发送方和接收方的应用程序需要约定数据报的数据格式,例如JSON、XML 等。
- 校验和:用于检测数据报在传输过程中的错误。
接收方在接收到数据报后,计算校验和,与报头中的校验和进行对比,以确保数据报的完整性。
4. 发送和接收数据:使用Python 发送和接收UDP 数据,可以使用`socket` 库。
以下是一个简单的示例:```pythonimport socket# 创建一个UDP 套接字sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)# 绑定IP 地址和端口号server_address = ('localhost', 10000)sock.bind(server_address)while True:# 接收数据data, client_address = sock.recvfrom(4096)print("Received message:", data.decode('utf-8'))# 发送数据message = "Hello, UDP!"sock.sendto(message.encode('utf-8'), client_address)```这个示例创建了一个UDP 服务器,监听10000 端口,收到数据后打印出来,然后回复一个"Hello, UDP!" 消息。
udp概念及工作原理
udp概念及工作原理
UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)是一种无连接的传输
层协议,用于简单、快速地发送封装的数据报。
UDP的工作原理如下:
1. UDP在传输数据之前不需要建立连接,可以直接发送数据。
2. UDP发送数据时,将数据打包成数据报,并尽可能快地将其发送到网络上。
3. UDP在发送端将每个数据报放入队列中,然后应用程序每次从队列中读
取一个数据报进行处理。
4. UDP在接收端将每个数据报放入队列中,然后应用程序每次从队列中读
取一个数据报进行处理。
5. 由于UDP没有连接的概念,因此不需要维护连接状态,包括收发状态等,因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。
6. UDP信息包的标题很短,只有8个字节,相对于TCP的20个字节信息
包的额外开销很小。
7. UDP的吞吐量不受拥挤控制算法的调节,只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。
UDP具有简单、快速、非连接、无需维护连接状态等优点,因此在需要实时、可靠的数据传输时被广泛应用,例如在线视频游戏和VoIP(语音通话)等。
然而,UDP也存在着一些不足之处,例如不能保证数据包的到达顺序
和时间等。
UDP协议特性和UDP数据报格式
UDP协议特性和UDP数据报格式UDP(User Datagram Protocol)是一种面向数据报的传输层协议,与TCP一起构成了Internet协议套件中的两个最重要的协议之一、与TCP不同,UDP是一种无连接的协议,它不需要在发送数据之前先建立连接,也不需要在数据传输结束后断开连接。
UDP具有以下几个主要的特性:1.无连接性:UDP协议是无连接的,发送端发送数据报时,不需要与接收端建立连接。
这意味着UDP不需要为数据传输的可靠性和有序性负责,因此传输效率高。
2.高效性:UDP没有建立连接和断开连接的过程,因此没有额外的开销,传输效率高于TCP。
3.数据报形式:UDP将数据按照数据报的形式进行传输。
每个UDP数据报都包含了完整的源地址、目的地址和长度等信息,接收端可以根据数据报的信息判断数据的完整性。
4.不提供拥塞控制:UDP没有拥塞控制机制,当网络拥塞时,UDP仍然会继续发送数据,可能导致丢包和分组乱序,但却减少了网络流量控制的开销。
5.支持单播、多播和广播:UDP支持单播传输(一对一通信)、多播传输(一对多通信)和广播传输(一对所有通信)。
除了上述特性,UDP还有一些其他的特点:1.报文大小限制:由于每个UDP数据报都有一个固定的大小限制,通常为64KB,因此对于大型数据的传输需要进行分片。
2.不可靠性:UDP数据报可能会在传输过程中丢失、重复、或者乱序。
3.简单性:UDP相对于TCP来说更加简单,只提供最基本的传输服务,不提供流量控制、可靠性保证、拥塞控制等机制。
4.适用场景:UDP适用于对实时性要求较高的应用,如音视频传输、视频会议等,也常常用于网络中的一些控制或查询操作。
UDP数据报格式如下:数据报字段,长度(字节),描述:------------------:,:------------------:,:--------------------------------------------:源端口地址,2,标识发送端口号的16位数字目的端口地址,2,标识接收端口号的16位数字数据报长度,2,UDP数据报长度,包括首部和数据的长度校验和,2,校验和,用于检验数据报是否正确传输UDP数据报格式包括了源端口地址、目的端口地址、数据报长度和校验和等字段。
UDP数据包协议
UDP 是User Datagram Protocol的简称, 中文名是用户数据包协议, 是 OSI 参考模型中一种无连接的传输层协议, 提供面向事务的简朴不可靠信息传送服务。
它是IETF RFC 768是UDP的正式规范。
目录•UDP 程序设计展开编辑本段用户数据报协议UDP是ISO参考模型中一种无连接的传输层协议, 提供面向事务的简朴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 协议合用端口分辨运营在同一台设备上的多个应用程序。
编辑本段简介UDP协议的全称是用户数据报协议, 在网络中它与TCP协议同样用于解决UDP数据包。
在OSI模型中, 在第四层——传输层, 处在IP协议的上一层。
UDP 有不提供数据报分组、组装和不能对数据包的排序的缺陷, 也就是说, 当报文发送之后, 是无法得知其是否安全完整到达的。
UDP用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。
涉及网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。
UDP协议从问世至今已经被使用了很数年, 虽然其最初的光彩已经被一些类似协议所掩盖, 但是即使是在今天, UDP仍然不失为一项非常实用和可行的网络传输层协议。
与所熟知的TCP(传输控制协议)协议同样, UDP协议直接位于IP(网际协议)协议的顶层。
根据OSI(开放系统互连)参考模型, UDP和TCP都属于传输层协议。
UDP协议的重要作用是将网络数据流量压缩成数据报的形式。
一个典型的数据报就是一个二进制数据的传输单位。
每一个数据报的前8个字节用来包含报头信息, 剩余字节则用来包含具体的传输数据。
编辑本段使用UDP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, 解决速度快的优点, 所以通常音频、视频和普通数据在传送时使用UDP较多, 由于它们即使偶尔丢失一两个数据包, 也不会对接受结果产生太大影响。
linux 协议栈 udp checksum校验
linux 协议栈 udp checksum校验UDP(用户数据报协议)是一种无连接的传输层协议,它提供了面向事务的简单数据传输服务。
UDP在IP(Internet协议)之上工作,负责将数据通过网络传输到目标地址。
在传输数据时,UDP协议栈会使用校验和(checksum)来保证数据的完整性。
校验和是一种简单的错误检测机制,用于检测在数据传输过程中是否有任何错误发生。
UDP协议栈使用校验和来验证接收到的数据是否与发送时的数据相同,以确保数据的完整性。
校验和的计算方法是通过对数据报的每个16位字进行二进制求和,并取其反码作为校验和的值。
当数据传输到接收端时,接收端会重新计算接收到的数据的校验和,并将计算结果与接收到的校验和进行比较,以确认数据的完整性。
UDP协议栈的校验和机制有助于提高数据传输的可靠性。
通过校验和,可以在传输过程中检测到数据是否被篡改、丢失或者损坏。
如果接收端计算出的校验和与接收到的校验和不匹配,那么接收端就会知道数据在传输过程中发生了错误,并且可以通知发送端重新发送数据。
UDP的校验和机制虽然可以检测出大部分的传输错误,但并不能保证100%的数据完整性。
由于校验和的计算相对简单,可能会有一些错误情况导致校验和校验通过,但实际数据却已经发生了错误。
这是因为校验和仅仅是一种简单的错误检测机制,无法恢复数据或者纠正错误。
除了校验和之外,UDP并没有提供其他的错误检测和纠正机制。
相比于TCP(传输控制协议),UDP的设计更加简单和灵活,但也更加容易发生数据损坏或丢失的问题。
因此,在使用UDP进行数据传输时,通常需要对数据进行额外的校验和验证,以确保数据的可靠性。
总结起来,UDP协议栈在数据传输过程中使用校验和机制来保证数据的完整性。
它通过计算发送数据的校验和,并将其附加在数据报中。
接收端在接收到数据时,会重新计算接收到的数据的校验和,并与接收到的校验和进行比较,以确认数据的完整性。
尽管校验和机制能够检测大部分的传输错误,但并不能保证100%的数据完整性,因此在使用UDP传输数据时,需要额外的错误检测和纠正机制来提高数据传输的可靠性。
udp协议书全文
udp协议书全文UDP协议全称为User Datagram Protocol(用户数据报协议),是一种简单的传输层协议,它在网络通信中起到数据报文的传输作用。
UDP与TCP(传输控制协议)相比,是一种无连接的协议,也就是说在通信开始之前,不需要先建立连接。
这使得UDP在某些特定应用场景下具有一定的优势。
比如,当数据的传输速度和实时性更重要时,UDP可以提供更快的传输速度;另外,在某些可靠性要求较低的应用中,UDP协议也具备更高的灵活性和效率。
UDP的最大特点是它的简单性。
与TCP相比,UDP头部更加简单,只有4个字段,分别是源端口号、目标端口号、长度和检验和。
相比之下,TCP头部则更加复杂,包含了多个字段用于处理连接的建立和维护,也因此使得TCP相对于UDP更加可靠。
UDP协议适合用于以下几个方面:1. 网络实时应用:UDP具有较低的时延和抖动,使其在实时应用中具有更好的表现。
比如,实时音视频应用(如视频会议、直播)、在线游戏等都使用UDP协议传输数据,以保证低延迟和高实效性。
2. 大规模数据分发:由于UDP不需要建立连接,因此在数据分发方面具有一定的优势。
比如在广播或者组播场景下,UDP可以实现快速的数据分发,而且可以忽略丢失的数据包,减轻了服务器的负担。
3. DNS解析:UDP协议在DNS解析中占据重要地位。
DNS (Domain Name System,域名系统)将域名转换为与之对应的IP地址,而这一转换过程就是基于UDP协议的。
UDP的不可靠性也导致一些限制和注意事项:1. 丢包风险:由于UDP不会对数据包进行确认和重传,因此在不可靠的网络环境下,可能会发生丢包的情况。
这要求应用程序自行处理丢包和数据的可靠性。
2. 没有拥塞控制:UDP没有拥塞控制机制,所以当网络拥塞时,UDP数据包仍然会继续发送,有可能导致网络不稳定。
3. 没有顺序保证:UDP协议不会对数据包进行排序,所以收到的数据包的顺序可能与发送顺序不一致。
udp协议的特性
udp协议的特性UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)是一种面向无连接的传输层协议,主要用于在互联网上通过IP进行通信。
与TCP协议相比,UDP具有以下特点。
首先,UDP是面向无连接的。
在传输数据之前,UDP不需要通过建立连接的过程。
这意味着UDP不需要在发送方和接收方之间创建和维护连接状态信息,从而减少了通信的开销。
因此,UDP的启动和关闭速度比TCP更快。
其次,UDP是不可靠的。
由于UDP不需要建立连接和维护连接状态,所以数据发送和接收之间没有确认机制。
这就意味着UDP无法保证数据的可靠传输,无法处理丢失、重复或乱序的数据包。
然而,正因为没有这些验证的开销,UDP比TCP传输速度更快。
因此,UDP在对于实时性要求较高,但可靠性要求较低的应用中广泛使用,如视频直播和语音通话。
另外,UDP是基于数据报的。
UDP将数据分割为较小的数据包,每个数据包都包含源和目的端口号以及长度等信息。
这意味着每个数据包都是独立的,可以单独路由和传输。
这种特性使得UDP更加灵活,可以适应各种不同的传输需求。
此外,UDP具有较低的开销和带宽使用。
由于UDP不需要维护连接状态和确认机制,因此它的开销较低,网络资源的利用率也更高。
对于带宽有限的网络环境,UDP可以提供更好的性能。
最后,UDP支持一对一、一对多和多对多的通信模式。
UDP 可以实现一对一的单播通信,也可以实现一对多的广播通信和多对多的组播通信。
这种多样性使得UDP非常适合用于各种不同的网络应用,如游戏、流媒体和物联网。
总结起来,UDP协议的特点是面向无连接、不可靠、基于数据报的、开销低、带宽使用率高以及支持多种通信模式。
尽管UDP无法保证数据的可靠传输,但它在实时性要求较高,但可靠性要求较低的情况下可以提供更快的传输速度和更好的性能。
因此,在许多特定的网络应用中,UDP是一种非常重要的协议。
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第二组
张显帅
需要解决的问题:
1.掌握UDP首部字段、及IP分片过程 2.掌握用Traceroute来确定路径MTU及采用UDP进行路径MTU发现 3.掌握UDP协议的特性
用户数据报协议:
用户数据报协议 (User Datagram Protocol, UDP)是一个简单的面向无 连接的,不可靠的数据报的传输层协议。 在TCP/IP模型中,UDP为网络层 以上和应用层以下提供了一个简单的接口。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)。由于缺乏可靠性,UDP应用一般必须 允许一定量的丢包、出错UDP在传输数据前不与对方建立连接,在传输数据 前发送方和接收方程序需自行相互交换信息使双方同步。
2、UDP不对收到的数据进行排序。在UDP报文的首部中并没有关于数据 顺序的信息,由于IP报文并不一定按照顺序到达,接收端也无从排序。 3、UDP对接收到的数据报不发送确认,发送端不知道数据是否被正确接 收,也不会重发数据。 4、UDP传输数据较快,系统开销少 5、UDP没有拥塞控制机制。
、使用连接和释放连接三个过程。TCP协议就是一种面向连接服务的协议,电话系统是一 个面向连接的模式。
无连接的服务:就是通信双方不需要事先建立一条通信线路,而是把每个带有目的地址的包(报 文分组)送到线路上,由系统选定路线进行传输。IP、UDP协议就是一种无连接协议,邮政系统 是一个无连接的模式。 面向连接 优点 缺点 实时通信 / 可靠信息流 / 信息回复确认 占用通信道 无连接 不占用通信信道 非实时通信 / 信息流可能丢失 / 信息无 回复确认
UDP进行路径MTU发现:
本图给出了在目的主机(slip)上所收集到的tcpdump对于第一个到达数 据报的输出结果。 可以看出在slip主机上的收到的包是被bsdi又重新分了片的 第1行是272 第2行是272
第3行是8
第4行是106
滑动窗口协议:
滑动窗口是一种流量控制技术。早期的网络通信中,通信双方不会考虑网络的拥挤 情况直接发送数据。由于大家不知道网络拥塞状况,一起发送数据,导致中间结点阻
UDP需要滑动窗口协议吗?
UDP是不可靠的,本身缺乏拥塞控制机制,如果想实现可靠文件传输,需要加 入额外的机制来确保可靠。
优点: 1、实现拥塞控制,避免丢包 2、实现可靠文件传输 缺点:
1、加大系统开销,提高CPU占用率
2、延迟大,由于需要等待确认和超时
面向连接和无连接协议:
面向连接的服务:就是通信双方在通信时,要事先建立一条通信线路,其过程有建立连接
804
Data(784)
20
8
20 第一片偏移值是 1500
20
第一片偏移值是 0
5个
路径MTU:
如果两台主要之间的通信要通过不同的多个网络,那么每个网络的链路层 就可能有不同的MTU。这里不同的网络指的是,例如:以太网,令牌环网, FDDI(光纤分布式数据接口)这类的网络 。而这个时候进行数据的通信时, 重要的不是两台主机的所在网络的MTU的值,重要的是两台通信主机路径 中的最小MTU,被称作路径MTU,也被写作PMTU。它等于路径上每一跳 的MTU之中的最小值。两台主机之间的路径MTU不一定是个常数,它取决 于当时所选择的路由。而选路不一定是对称的,也就是从A到B的路径路由 和从B到A的路径路由不一定相同,因此路径MTU在两个方向上不一定是一 致的。
Traceroute来确定路径MTU:
大多数的系统不支持路径MTU发现功能,但可以很容易地修改 traceroute 程序,用它来确定路径 MTU 。要做的是发送分组,并设置 “不分片”标志比特。发送的第一个分组的长度正好与出口MTU相等,每 次收到ICMP“不能分片”差错时就减小分组的长度。 如果路由器发送的ICMP差错报文是新格式,包含出口的MTU,那么就 用该MTU值来发送,否则就用下一个最小的 MTU值来发送。 MTU值的 个数是有限的,因此在我们的程序中有一些由近似值构成的表,取下一个 最小MTU值来发送。
运行这个例子时,将bsdi设置成在ICMP“不能分片” 差错中,不返回下一跳MTU信息。就是说bsdi产生一 份老格式的icmp报文。 在发送的第一个数据报中将DF
比特置1(第1行) 第二行bsdi路由器向源端返回一个
icmp包,注意这里的mtu是0。 源端solaris现在已经 知道了发往该目的地址的数据报不能将DF比特置1, 因此,IP进而将数据报在源站主机上进行分片,由于 ICMP“不能分片”报文并没有指出下一跳的MTU, 因此,看来IP猜测MTU为576就行了。第一次分片 (第5行)包含544字节的UDP数据、8字节UDP首部 第2次分片(第6行)包含剩余的106字节UDP数据和20
滑动窗口协议是用来改善吞吐量的一种技术,即容许发送方在接收任何应答之前传送附加的包。 接收方告诉发送方在某一时刻能送多少包(称窗口尺寸),若接收方要求窗口大小为0,则代表 接收方已接收全部数据,或接收方应用程序没有时间读取数据,要求暂停发送,可滑动窗口协议 解决了端到端流量控制的问题,但无法干预网络。
塞掉包,谁也发不了数据。所以就有了滑动窗口机制来解决此问题。
Host A
Host B
Host A
Host B
ACK(ack=6145,win=2048)
要求减小窗口
滑动窗口协议:
1、假定初始发送窗口大小为4096,每个段的数据为1024B,则主机A每次发送4个段给主机B;
2、主机B正确接收到这些数据后,以确认号4097进行确认; 3、主机B由于缓存不足或处理能力有限,认为发送速度过快期望窗口降低一半; 4、主机B在回送的确认中将窗口尺寸降低到2048,要求主机A每次只发送2048B; 5、主机A收到确认后,按照要求降低发送窗口尺寸,一次只发两段,降低发送速度。
UDP与TCP对比:
功能项
连接服务类型 维护连接状态 对应用层数据的封装 面向连接 维持端到端的连接状态 对应用层数据进行分段和封 装,用端口号标识应用程序 通过序列号和应答机制保证 可靠传输 使用滑动窗口机制控制流量
TCP
UDP
面向无连接 不维持连接状态 对来自应用层数据直接封装 为数据报,用端口表示应用 程序 不确保可靠传输 无流量控制机制
UDP进行路径MTU发现:
在此例中solaris向slip发送650字节的udp包 由于slip主机位于MTU为296的SLIP链路后,因此, 任何长于268字节(296-20-8)且“不分片”比特置为1的UDP数据 都会使bsdi路由器产生ICMP“不能分片”差错报文。
UDP进行路径MTU发现:
以及20字节IP首部,因此,总IP数据报长度是 572字节。
字节IP首部。 不幸的是,第7行的下一个数据报将其DF
比特置1,因此bsdi将它丢弃并返回ICMP差错。
UDP进行路径MTU发现:
这是因为发生了IP定时器超时,通知IP查看是不是因为 路径MTU增大了而将DF比特再一次置1。 我们可以从第19行和20行看出这个结果。将第7行与19 行进行比较,可以看出IP每过30秒就将DF比特置1,以 查看路径MTU是否增大了。 这个30秒的定时器值看来太短。RFC1191建议其值取 10分钟。 solaris的IP层所假设的最大数据报长度(576字节)是 不正确的。在图中,我们看到,实际的MTU值是296字 节。这意味着经solaris分片的数据报还将被bsdi分片。
UDP封装:
IP包 IP头 UDP头 载荷数据
UDP数据报
源端口(Source Port) 长度(Length) 数据(Data) (1)源端口:用于标识数据报的源端进程,字段长度为16比特,最大支持64 k个端口号。源端进程不需要目的端 返回数据报,源端口字段可设为0 (2)目的端口:目的端进程所使用的端口,字段长度为16比特,最大支持64 k个端口号。 (3)长度:16位的长度字段,表明包括UDP头和数据在内的整个UDP数据报的长度。 (4)校验和:16位的错误检查字段,基于部分IP头信息,UDP头和载荷数据的内容计算得到,用于检测传输过程 中出现的错误。 目的端口(Destination Port) 校验和(Checksum) UDP头格式
数据传输 流量控制
UDP分片:
有一个以太网和一份8192字节的UDP数据报,那么需要分成多少个数据报片?
总长8192的UDP数据报
IP首部 20 UDP首部(8) Data(8176) 注:以太网MTU=1500
1500 IP首部 UDP首部 Data(1472) IP首部
1500 Data(1480) IP首部