《UDP协议》PPT课件
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用户数据报协议UDP资料课件
01
02
03
无连接
UDP协议在传输数据之前 不需要建立连接，直接发 送数据。
简单高效
UDP协议简单，不包含复 杂的控制逻辑，使得其传 输效率较高。
不可靠
由于UDP协议没有提供数 据传输的确认和重传机制 ，因此其传输不可靠。
UDP端口号
端口号的作用
端口号用于标识发送和接 收数据的进程或应用程序 。
知名端口号
UDP主要用于实时应用，如流媒体、 在线游戏和VoIP（语音通话）。
UDP提供了一种不可靠的数据传输方 式，不保证数据报的顺序或可靠性。
UDP特点
01
02
03
04
无连接
UDP不建立连接，直接发送 数据报。
不可靠
UDP不保证数据报的顺序或 可靠性，可能会出现丢失、重
复或乱序的情况。
简单快速
UDP协议简单，不进行复杂 的连接和错误检查，因此传输
VoIP（Voice over Internet Protocol）是一种基于互联网的语 音通信技术。它通过将语音信号数 字化并封装在IP数据包中，然后通 过网络传输实现语音通话。UDP协 议在VoIP通话中扮演着重要的角色 。
工作原理
当两个VoIP终端设备进行通话时，它 们首先会通过UDP协议建立连接。然 后，一个终端设备将语音信号数字化 并封装在UDP数据包中，发送给另一 个终端设备。接收端收到数据包后， 将语音信号解码并播放出来。
加密关键数据
对关键数据进行加密，防止被篡改或窃取。
06
UDP实践应用
DNS查询过程
DNS查询过程
DNS查询是使用UDP协议进行域名解析的过程。当一个客户端想要通过域名访问网站时 ，它会向DNS服务器发送一个UDP数据包，请求解析该域名对应的IP地址。DNS服务器 会响应客户端的请求，将域名解析为相应的IP地址。
《网络安全协议基础》PPT课件
TCP在建立连接的时候需要三次确认，俗称“三
次握手”，在断开连接的时候需要四次确认，俗 称“四次挥手”。
h
25
TCP协议的三次“握手”
172.18.25.110
172.18.25.109
我可以连接到你吗？
当然可以
那我就不客气了
h
26
TCP协议的三次“握手”
这个过程在FTP的会话过程中也明显的显示出来， 如图2-12所示。
网络层： 路由、转发，拥塞控制
数据链路层： 成帧，差错控制、流量控 制，物理寻址，媒体访问 物控理制层： 缆线，信号的编码，网络 接插件的电、机械接口
h
ISO-OSI模型
分组 帧 PDU: Protocol Data Unit 协议数据单元 3
数据的封装
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层
h
30
TCP协议的四次“挥手”
需要断开连接的时候，TCP也需要互相确认才可以断开连 接，四次交互过程如图2-16所示。
172.18.25.110
172.18.25.109
我要结束连接
当然可以 终止了
好，收到
h
31
第一次“挥手”
第一次交互过程的数据报结构
h
32
第二次“挥手”
第一次交互中，首先发送一个FIN=1的请求，要求断开， 目标主机在得到请求后发送ACK=1进行确认
h
33
第三次“挥手”
在确认信息发出后，就发送了一FIN=1的包，与源主机断开。
h
34
第四次“挥手”
随后源主机返回一条ACK=1的信息，这样一次完整的TCP 会话就结束了。
h
35
用户数据报协议UDP
计算机网络通信协议 ppt课件
客户端 请求建立控制连接 接受请求 FTP服务器 Port:21
控制 连接
我打开了9999端口，你来连接我 好的，建立连接 Port:9999 数据 连接
FTP的被动模式
PPT课件 8
FTP数据连接主动模式和被动模式
• 当进行FTP连接时，IE通常被设置为被动模式， 而FTP客户端软件（如：FlashFXP、cutFTP等） 一般为主动模式。如果服务器和客户端之间存在 防火墙，主动模式经常会引起一些麻烦。如：客 户端位于防火墙之后，通常防火墙允许所有内部 向外部连接通过，但是对于外部访问内部发起的 连接却有很多限制。在这种情况下，客户端可以 正常地和服务器建立控制连接，而如果使用主动 模式的数据连接，一些数据传输命令就很难成功 运行，因为防火墙会阻塞从服务器向客户发起的 数据传输连接。因此在使用主动模式的FTP数据 连接时，防火墙上的配置会比较麻烦。
PPT课件
6
FTP数据连接主动模式和被动模式
• 主动模式是从服务器端向客户端发起连接
客户端 请求建立控制连接 接受请求 FTP服务器 Port:21
控制 连接
我打开了9999端口，你来连接我 好的，建立连接 FTP的主动模式
PPT课件 7
Port:20
数据 连接
FTP数据连接主动模式和被动模式
• 被动模式是客户端向服务器发起连接
• • • • •
PPT课件
3
HTTP
• HTTP是一个应用层的、面向对象的协议，它 适用于分布式超媒体信息系统。WWW服务 器使用的主要协议就是HTTP
WEB服务器 超文本链接 WEB服务器 超文本链接 FTP服务器
TCP端口80 TCP端口80
TCP端口23
控制 连接
我打开了9999端口，你来连接我 好的，建立连接 Port:9999 数据 连接
FTP的被动模式
PPT课件 8
FTP数据连接主动模式和被动模式
• 当进行FTP连接时，IE通常被设置为被动模式， 而FTP客户端软件（如：FlashFXP、cutFTP等） 一般为主动模式。如果服务器和客户端之间存在 防火墙，主动模式经常会引起一些麻烦。如：客 户端位于防火墙之后，通常防火墙允许所有内部 向外部连接通过，但是对于外部访问内部发起的 连接却有很多限制。在这种情况下，客户端可以 正常地和服务器建立控制连接，而如果使用主动 模式的数据连接，一些数据传输命令就很难成功 运行，因为防火墙会阻塞从服务器向客户发起的 数据传输连接。因此在使用主动模式的FTP数据 连接时，防火墙上的配置会比较麻烦。
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6
FTP数据连接主动模式和被动模式
• 主动模式是从服务器端向客户端发起连接
客户端 请求建立控制连接 接受请求 FTP服务器 Port:21
控制 连接
我打开了9999端口，你来连接我 好的，建立连接 FTP的主动模式
PPT课件 7
Port:20
数据 连接
FTP数据连接主动模式和被动模式
• 被动模式是客户端向服务器发起连接
• • • • •
PPT课件
3
HTTP
• HTTP是一个应用层的、面向对象的协议，它 适用于分布式超媒体信息系统。WWW服务 器使用的主要协议就是HTTP
WEB服务器 超文本链接 WEB服务器 超文本链接 FTP服务器
TCP端口80 TCP端口80
TCP端口23
《认识计算机网络 》课件
IP数据报是IP协议传输的数据单位，它包含源IP地址、目的IP地址、以及其他一些控制信息，如生存时间（TTL）和协议类型。
IP协议使用路由选择算法来确定数据报从源到目的的最佳路径。路由选择基于一系列路由协议，如RIP、OSPF和BGP等。
IP地址
IP数据报
路由选择
TCP协议概述：TCP（传输控制协议）是一种面向连接的协议，它提供了一种可靠的、有序的和错误校验的数据传输方式。TCP在因特网上广泛使用，如HTTP、FTP和SMTP等应用层协议都建立在TCP连接之上。
总结词
实现物体与物体之间的智能化互联
详细描述
物联网（Internet of Things, IoT）是指通过网络技术实现物体与物体之间的智能化互联，实现物体的远程监控、控制和管理等功能。物联网的应用范围广泛，包括智能家居、智能交通、智能工业等领域。
通过网络提供可伸缩的、按需付费的计算服务
总结词
云计算（Cloud Computing）是一种基于互联网的计算方式，通过虚拟化技术将计算资源（如服务器、存储设备和应用程序）以服务的形式提供给用户。用户可以通过网络随时随地地访问这些服务，并按需付费。云计算具有可伸缩性、灵活性、高可用性和可靠性等特点。
DNS概述
DNS查询由客户端发出，请求将特定域名解析为相应的IP地址。DNS服务器会响应查询，返回与该域名相关联的IP地址列表。这些IP地址可以是多个，以便实现负载均衡和容错功能。
DNS查询与响应
为了提高性能并减少DNS查询的频率，许多计算机和网络设备都配置了存储在缓存中，以便后续对该域名的访问可以直接从缓存中获取IP地址而无需再次查询DNS服务器。
《认识计算机网络》PPT课件
计算机网络概述计算机网络体系结构计算机网络的硬件设备计算机网络协议与技术网络安全与防护计算机网络应用与发展趋势
IP协议使用路由选择算法来确定数据报从源到目的的最佳路径。路由选择基于一系列路由协议，如RIP、OSPF和BGP等。
IP地址
IP数据报
路由选择
TCP协议概述：TCP（传输控制协议）是一种面向连接的协议，它提供了一种可靠的、有序的和错误校验的数据传输方式。TCP在因特网上广泛使用，如HTTP、FTP和SMTP等应用层协议都建立在TCP连接之上。
总结词
实现物体与物体之间的智能化互联
详细描述
物联网（Internet of Things, IoT）是指通过网络技术实现物体与物体之间的智能化互联，实现物体的远程监控、控制和管理等功能。物联网的应用范围广泛，包括智能家居、智能交通、智能工业等领域。
通过网络提供可伸缩的、按需付费的计算服务
总结词
云计算（Cloud Computing）是一种基于互联网的计算方式，通过虚拟化技术将计算资源（如服务器、存储设备和应用程序）以服务的形式提供给用户。用户可以通过网络随时随地地访问这些服务，并按需付费。云计算具有可伸缩性、灵活性、高可用性和可靠性等特点。
DNS概述
DNS查询由客户端发出，请求将特定域名解析为相应的IP地址。DNS服务器会响应查询，返回与该域名相关联的IP地址列表。这些IP地址可以是多个，以便实现负载均衡和容错功能。
DNS查询与响应
为了提高性能并减少DNS查询的频率，许多计算机和网络设备都配置了存储在缓存中，以便后续对该域名的访问可以直接从缓存中获取IP地址而无需再次查询DNS服务器。
《认识计算机网络》PPT课件
计算机网络概述计算机网络体系结构计算机网络的硬件设备计算机网络协议与技术网络安全与防护计算机网络应用与发展趋势
UDP协议
(3) 如果目标端收到的UDP数据报中的目标端口号不能 与当前已使用的某端口号匹配，则将该数据报抛弃，并发 送目标端口不可达的ICMP差错报文。
标准UDP端口
(4) UDP协议在设计时的简单性，是为了保证UDP 在工作时的高效性和低延时性。因此，在服务质量较 高的网络中(如局域网)，UDP可以高效地工作。 (5) UDP常用于传输延时小，对可靠性要求不高， 有少量数据要进行传输的情况，如DNS(域名服务)、 TFTP(简单文件传输)等。
最终目标的标识—UDP端口
UDP和TCP都使用了与应用层接口处的 端口(port)与上层的应用进程进行通信。
图8-7说明了端口在进程之间的通信
中所起的作用。
最终目标的标识—UDP端口
最终目标的标识— UDP端口
若没有端口，运输层就无法知道数据应 当交付给应用层的哪一个进程。端口是用来
标识应用层的进程。
图8-8举例说明了端口的作用。
最终目标的标识— UDP端口
最终目标的标识— UDP端口
端口分类：
一类是由因特网分配给一些常用的应用层程序固定使用的
熟知端口，其数值一般为0 ～ 1023。
另一类是临时端口，当写一种新的应用程序时，必须为它
指派一个临时端口，否则其他的应用进程就无法和它进行
交互。
还是为了可靠，可以不选。
标准UDP端口
UDP数据包中，源端口字段可选，目标端 口字段必须指定。接收主机发现IP协议字段为
17，就将数据交给UDP协议处理。
标准UDP端口
UDP 端口号 53 67 68 69 161 162 关键词 Domain BootPS BootPC TFTP SNMP SNMP-TRAP 描 域名服务器 引导协议服务器 引导协议客户机 简单文件传输协议 简单网络管理协议 简单网络管理协议陷阱 述
用户数据报协议UDP要点课件
等问题。
UDP适用于对实时性要求较高但 对可靠性要求不高的应用场景， 如实时音视频传输、在线游戏等
。
对于需要可靠传输的应用，可以 采用应用层协议进行可靠性保证
，如TCP等。
04
UDP与TCP对比
传输层协议选择
实时性要求
如果应用程序对数据传输的实时 性要求较高，如流媒体、实时游 戏等，UDP会是更好Байду номын сангаас选择。
UDP将应用程序发送的数据 划分为报文，每个报文独立发
送。
简单高效
UDP协议简单，不进行复杂 的错误控制和流量控制，因此
传输效率较高。
UDP应用场景
实时应用
广播和多播
由于UDP简单高效的特点，广泛应用于实 时应用，如流媒体、在线游戏和VoIP等。
UDP支持广播和多播功能，适用于需要同 时向多个目标发送数据的场景。
丢包处理
当语音数据包在网络中丢失时，UDP协议通过前向纠错（FEC）和自动重传请求（ARQ） 等技术来恢复丢失的数据包，以保证通话的连续性和质量。
Traceroute工具使用UDP
01 02 03
路径检测
Traceroute是一种用于检测数据包在网络中传输路径的工 具。它通过发送探测数据包到目标主机，并记录每个跃点 的响应时间来确定路径。UDP协议适用于Traceroute工具 ，因为它是一种无连接协议，能够穿透某些防火墙限制。
TCP
01
02
优点：可靠、有序、错误校验。
缺点：实时性较差，传输效率相对较低。
03
04
UDP
优点：实时性强、传输效率高。
05
06
缺点：无序、无错误校验。
05
UDP实践应用
UDP适用于对实时性要求较高但 对可靠性要求不高的应用场景， 如实时音视频传输、在线游戏等
。
对于需要可靠传输的应用，可以 采用应用层协议进行可靠性保证
，如TCP等。
04
UDP与TCP对比
传输层协议选择
实时性要求
如果应用程序对数据传输的实时 性要求较高，如流媒体、实时游 戏等，UDP会是更好Байду номын сангаас选择。
UDP将应用程序发送的数据 划分为报文，每个报文独立发
送。
简单高效
UDP协议简单，不进行复杂 的错误控制和流量控制，因此
传输效率较高。
UDP应用场景
实时应用
广播和多播
由于UDP简单高效的特点，广泛应用于实 时应用，如流媒体、在线游戏和VoIP等。
UDP支持广播和多播功能，适用于需要同 时向多个目标发送数据的场景。
丢包处理
当语音数据包在网络中丢失时，UDP协议通过前向纠错（FEC）和自动重传请求（ARQ） 等技术来恢复丢失的数据包，以保证通话的连续性和质量。
Traceroute工具使用UDP
01 02 03
路径检测
Traceroute是一种用于检测数据包在网络中传输路径的工 具。它通过发送探测数据包到目标主机，并记录每个跃点 的响应时间来确定路径。UDP协议适用于Traceroute工具 ，因为它是一种无连接协议，能够穿透某些防火墙限制。
TCP
01
02
优点：可靠、有序、错误校验。
缺点：实时性较差，传输效率相对较低。
03
04
UDP
优点：实时性强、传输效率高。
05
06
缺点：无序、无错误校验。
05
UDP实践应用
《UDP协议》课件
1
安全问题
UDP协议的不可靠性和容易被攻击的特
解决方案
2
点使得其存在一些安全问题，如数据篡 改、拒绝服务攻击等。
为了解决UDP协议的安全问题，可以采
取加密、身份验证、防火墙等多种安全
措施。
UDP协议未来发展方向
探索UDP协议的未来发展方向，为我们了解网络通信的进展提供一些思考。
未来趋势
UDP协议在物联网、边缘计算和实时通信等领域仍 有着广阔的发展空间。
UDP使用校验和来验证数据在传输过程中是否发生了错误，以保证数据完整性。
UDP协议的优缺点
了解UDP协议的优点和缺点有助于我们在实际应用中做出明智的选择。
优点
UDP协议具有低延迟、高效率、简单、灵活等 优点，非常适合对实时性要求较高的应用场景。
缺点
UDP协议在传输过程中无法保障数据的可靠性 和顺序性，容易导致数据丢失或乱序，不适合用 于可靠传输和重要数据。
可靠性差异
UDP协议无法保障数 据的可靠性和顺序性， 而TCP协议能够提供 可靠的数据传输。
UDP协议的应用
UDP协议在各个领域都有着广泛的应用，下面介绍几个常见的应用场景。
DNS协议
UDP协议常用于域名解析，将域名转换为对应 的IP地址。
TFTP协议
UDP协议在Trivial File Transfer Protocol中用 于快速传输小文件。
SNMP协议
UDP协议在Simple Network Management Pro t o co l中用于网络设备的监控与管理。
DHCP协议
UDP协议在Dynamic Host Configuration Pro t o co l中用于动态分配IP地址。
UDP协议图解
McGraw-Hill
©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2000
Control-block table at the beginning
State -------IN-USE IN-USE FREE IN-USE FREE 4,652 52,012 38 Process ID -----------2,345 3,422 Port Number -------------52,010 52,011 Queue Number -----------------34
Figure 11-3
Port numbers
McGraw-Hill
©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2000
Figure 11-4
IP addresses versus port numbers
McGraw-Hill
©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2000
McGraw-Hill
©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2000
Figure 11-11
Queues in UDP
McGraw-Hill
©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2000
Figure 11-12
Multiplexing and demultiplexing
McGraw-Hill
©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2000
McGraw-Hill ©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2000
Modified table after Example 2
UDP
二、UDP报文
1、报文 UDP协议是建立在IP协议之上的，从进程的缓冲区输出一个UDP 数据报，把生成的UDP数据报直接封装在IP数据报中进行传输， 因此在传输层使用UDP协议时，发送端不需要发送缓冲区。
UDP 数 据 报 UDP 数 据 报 头 区 UDP 数 据 区
IP 数 据 报
IP 报 头 区
IP 数 据 区
被封装在IP中的UDP数据报通过网络传输到目标主机的IP层后， 由目标主机的UDP层根据目标端口号送到接收该数据的相应进程。
用户数据报UDP有两个字段：数据字段和首部字段。首部字段很简单，只 有8个字节，如图8-11所示，由4个字段组成，每个字段都是两个字节。 各字段意义如下所述： 源端口字段：源端口号,可选项。 目的端口字段：目的端口号。 长度字段：UDP用户数据报的长度。 检验和字段：可选项。
UDP数据包中，源端口字段可选，目标端口字段必须指 定。接收主机发现 IP 协议字段为 17 ，就将数据交给 UDP 协议处理。
UDP 端口号 53 67 68 69 161 162 关键词 Domain BootPS BootPC TFTP SNMP SNMP-TRAP 描 述 域名服务器 引导协议服务器 引导协议客户机 简单文件传输协议 简单网络管理协议 简单网络管理协议陷阱
2、检验和 UDP使用伪头部结构来计算校验和。在发送方将伪头部与UDP数据 包一起计算校验和后发送给接收方，接收方同样计算后进行比较， 如对,说明是给本机的，且数据没错。 UDP检验和覆盖UDP首部和UDP数据。UDP和TCP在首部中都有覆盖它们 首部和数据的检验和。UDP的检验和是可选的，而TCP的检验和是必 需的。 UDP检验和计算方法：把UDP数据报（包括伪首部+首部+UDP 数据） 的若干个16 bit字相加。若 UDP数据报的长度为奇数字节，则在最 后增加填充字节0。若为偶数字节，则不用加0。
TCPUDP协议 第08章
端口1 端口2
端口3 端口4
( )( )( )( ) 主机B ( )( ) 主机C ( )( )
连接1 连接2
连接3 连接4
10.07.2021
精选ppt
8.2 传输控制协议TCP
15.2.1 TCP报文段的格式
TCP的协议数据单元被称为报文段（Segment），TCP 通过报文段的交互来建立连接、传输数据、发出确认、进行 差错控制、流量控制及关闭连接。报文段分为两部分，即报 文段头和数据，所谓报文段头就是TCP为了实现端到端可靠 传输所加上的控制信息，而数据则是指由高层即应用层来的 数据。
精选ppt
8.2 传输控制协议TCP
比特0 4 8
16 9
24
31
源端口
序号
TCP
确认号
首部 数据偏移
保留
UAPRS F RCSS Y I
GKHT N N
校验和
任选项
目的端口
窗口 紧急指针
填充
20字 节的固 定首部
源端口和目的端口字段：各占 2 字节。端口是运输层与应用层的 服务接口。运输层的复用和分用功能都要通过端口才能实现。
10.07.2021
精选ppt
8.2 传输控制协议TCP
源端口
序号
TCP
确认号
首部 数据偏移
保留
UAPRS F RCSS Y I
GKHT N N
校验和
任选项
目的端口
窗口 紧急指针
填充
20字 节的固 定首部
序号字段：占 4 字节。TCP 连接中传送的数据流中的 每一个字节都编上一个序号。序号字段的值则指的是本 报文段所发送的数据的第一个字节的序号。
第8章 TCP和UDP协议
传输层中向应用层提供传输服务的是传输实体。使用传输 服务的是传输服务用户，也就是应用层中的各种应用进程， 或应用实体。传输层中的两个对等传输实体之间的通信遵循 着传输协议。传输协议保证了传输层能够向应用层提供传输 服务。传输层提供的传输服务也使用了下面网络层向上提供 的网络服务。TSAP和NSAP分别是传输层和网络层的服务访 问点。
图8.4 TCP/IP传输层的UDP和TCP UDP和TCP都使用IP协议。也就是说，这两个协议在发送数据时，其协议 数据单元PDU都作为下面IP数据报中的数据。在接收数据时，IP数据报将IP首部 去掉后，根据上层使用的是什么运输协议，把数据部分交给上层的UDP或TCP。 UDP在传送数据之前不需要先建立连接。远地主机的运输层在收到UDP数据 报后，不需要给出任何应答。在某些情况下，这是一种最有效的工作方式。 TCP/IP体系中的应用服务，如TFTP和DNS就使用UDP这种运输方式。 TCP则是提供面向连接的服务。TCP不提供广播或多播服务。由于TCP要提供可 靠的运输服务，因此TCP就不可避免地增加了许多的开销，如应答、流量控制、 定时器以及连接管理等。这不仅使协议数据单元的首部增大很多，还要占用许多 的处理机的资源。
图8.2 传输层的作用
•
• •
• •
用户进程希望得到端到端（即从进程到进程）的可靠通信服务。有时还可能 希望得到其他的服务，例如多对进程之间的通信复用到一个网络连接上。在网 络互连的情况下，各通信子网所能提供的服务往往不同。为了能使通信子网的 用户得到一个统一的通信服务，有必要设置一个传输层。以此用来弥补通信子 网提供服务的差异和不足，使得对两端的网络用户来说，各通信子网都变成通 明的。换言之，传输层向高层用户屏蔽了下面通信子网的细节，使高层用户看 不见实现通信功能的物理链路是什么，看不见数据链路采用的是什么协议。传 输层使高层用户看见的就是好像在两个传输层实体之间有一条端到端的，可靠 的、全双工通信信道。 显然，要实现上述的传输层的功能，在主机中就必须装有传输层协议。一个 传输层协议通常可同时支持多个进程的连接。图8.2的例子表明同时支持三个用 户进程的连接。 若通信子网所提供的服务越多，传输协议就可以做得越简单。若网络层提供 虚电路服务，那就能保证报文无差错、不丢失，不重复且按序地进行交付，因 而传输协议就很简单。但若网络层提供的是不可靠的数据报服务，则就要求主 机有一个复杂的传输协议。 需要注意的是，即使网络层提供的是虚电路服务，某些用户仍可能怀疑下面 的网络是否100%可靠，因而在网络层上面加上用户自己的端到端差错控制和流 量控制。 传输层协议与数据链路层协议有相似之处，但区别也较大。传输层的环境是 两个主机通过多个网络进行通信，这就使传输层比数据链路层的环境复杂的多。 由于分组在网络各结点都要经过排队才能转发，所以网络有可能“存储”一些 分组。这就可能能使某些分组在迟延一段时间后突然又出现。这将产生严重的 后果。由于网络同时存在多条连接，且连接的数目经常在动态地变化着，因而 流量控制和拥塞控制也较为复杂。
用户数据报协议UDP资料PPT学习教案
用户数据报协议UDP资料
会计学
1
第7章 用户数据报 协议（UDP）
第1页/共36页
本章要求
1. 理解传输层在TCP/IP协议模型中的位置及作 用
2. 了解UDP数据传输服务的特点 3. 理解端口机制 4. 了解UDP数据报格式 5. 了解UDP的封装和复用
第2页/共36页
1 传输层 2 UDP协议
TCP就是为了在不可靠的互联网上提供一个可靠的端 到端、面向字节流连接而设计的。它为IP服务增加了 面向连接和可靠性的特点。TCP提供了传输层几乎所 有的功能，是个非常复杂的协议。它保证数据传送可 靠、按需、无丢失和无重复。
第7页/共36页
数据的差错控制
A
Data
Data
Data
time
Data
B
应用进程
应用进程
端口 运输层提供应用进程间的逻辑通信 端口
IP 层
AP3 AP45 4 3 2 1
主机 A
AP1 AP2
路由器 1
路由器 2
LAN1
WAN
LAN2
IP 协议的作用范围 运输层协议 TCP 和 UDP 的作用范围
第10页/共36页
主机 B
AP3 AP4
1 传输层 2 UDP协议
UDP服务 UDP的端口号 UDP报文段 多路复用和多路分解
➢ 适用于具有内部流量控制和差错 应用控层使制用U机DP的制有：的进程。
TFTP（69）, BOOTP（67,68）, SNMP（161,162）,
➢NF适S, RP合C（多111）播, DN和S 广播的运输协议。
➢ 可用于管理进第33程页/共，36页 如简单网络管 理协议SNMP。
会计学
1
第7章 用户数据报 协议（UDP）
第1页/共36页
本章要求
1. 理解传输层在TCP/IP协议模型中的位置及作 用
2. 了解UDP数据传输服务的特点 3. 理解端口机制 4. 了解UDP数据报格式 5. 了解UDP的封装和复用
第2页/共36页
1 传输层 2 UDP协议
TCP就是为了在不可靠的互联网上提供一个可靠的端 到端、面向字节流连接而设计的。它为IP服务增加了 面向连接和可靠性的特点。TCP提供了传输层几乎所 有的功能，是个非常复杂的协议。它保证数据传送可 靠、按需、无丢失和无重复。
第7页/共36页
数据的差错控制
A
Data
Data
Data
time
Data
B
应用进程
应用进程
端口 运输层提供应用进程间的逻辑通信 端口
IP 层
AP3 AP45 4 3 2 1
主机 A
AP1 AP2
路由器 1
路由器 2
LAN1
WAN
LAN2
IP 协议的作用范围 运输层协议 TCP 和 UDP 的作用范围
第10页/共36页
主机 B
AP3 AP4
1 传输层 2 UDP协议
UDP服务 UDP的端口号 UDP报文段 多路复用和多路分解
➢ 适用于具有内部流量控制和差错 应用控层使制用U机DP的制有：的进程。
TFTP（69）, BOOTP（67,68）, SNMP（161,162）,
➢NF适S, RP合C（多111）播, DN和S 广播的运输协议。
➢ 可用于管理进第33程页/共，36页 如简单网络管 理协议SNMP。
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1 0
1
2
17 UDP长度 2 检验和
2 长 度
UDP 用户数据报 发送在前 首 部
首 部
数
据
数 IP 数据报
据
计算 UDP 检验和的例子
12 字节 伪首部 10011001 00010011 → 00001000 01101000 → 153.19.8.104 10101011 00000011 → 171.3.14.11 00001110 00001011 → 全 0 17 15 00000000 00010001 → 1087 13 00000000 00001111 → 15 全0 数据 数据 数据 数据 00000100 00111111 → 00000000 00001101 → 数据 数据 数据 全 0 00000000 00001111 → 00000000 00000000 → 填充 01010100 01000101 → 01010011 01010100 → 01001001 01001110 → 01000111 00000000 → 153.19 8.104 171.3 14.11 0 和 17 15 1087 13 15 0（检验和） 数据 数据 数据 数据和 0（填充）
UDP 传送的协议数据单位是 UDP 报文或用户数
据报
TCP 与 UDP
UDP 在传送数据之前不需要先建立连接。对方的运输 层在收到 UDP 报文后，不需要给出任何确认。虽然 UDP 不提供可靠交付，但在某些情况下 UDP 是一种 最有效的工作方式。 TCP 则提供面向连接的服务。TCP 不提供广播或多播 服务。由于 TCP 要提供可靠的、面向连接的运输服务， 因此不可避免地增加了许多的开销。这不仅使协议数 据单元的首部增大很多，还要占用许多的处理机资源。
S N M P
R I P
21 传输层
25
53
69
UDP
161
520
端口号
使用TCP和 UDP协议的各种应用和应用层协议
应 用
名字转换 选路协议
应用层协议
DNS RIP
运输层协议
一般用UDP 一般用UDP
网络管理 网络文件服务
IP电话 流式多媒体通信 邮件传输 远程登陆 超文本传输 文件传输
SNMP NFS
专用协议 专用协议 SMTP TELNET HTTP FTP
一般用UDP 一般用UDP
一般用UDP 一般用UDP TCP TCP TCP TCP
同一个名词 socket有多种不同的意思
应用编程接口 API 称为 socket API，简称为 socket。 socket API 中使用的一个函数名也叫作socket。
IP地址+Port——套接字socket 一对套接字对应一对通信的进程
如：(138.3.1.6,1500)和221.2.3.1,25)
(144.43.4.1,1500)和(221.2.3.1,25)
常用的端口号
F T P T E L N E T
23 TCP
应用层
S M T P
D N S
T F T P
器发送的ICMP差错报文是新格式，包含出口的M T U，
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，因此在程序中构造 一些由近似值构成的表，取下一个最小MTU值来发送。
最大UDP数据报长度
理论上，I P数据报的最大长度是6 5 5 3 5字节， 这是由I P首部1 6比特总长度字段所限制的。
中的 D F位又为1，则发生I C M P不可达差错。
不能分片时的ICMP不可达差错报文格式
用Traceroute确定路径MTU
尽管大多数的系统不支持路径MTU发现功能，但可以修
改Traceroute程序，用它来确定路径MTU。
具体做法：发送分组，并设置“不分片”标志位。发送的 第一个分组的长度正好与出口M T U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
8 字节 UDP 首部
7 字节 数据
二进制求和 10010110 11101101 → 求和得出的结果 求反码 01101001 00010010 → 检验和
注：
U D P的检验和是可选的，而T C P的检验和是必需的。 如果传送的检验和为0，说明发送端没有计算检验和。
如果发送端没有计算检验和而接收端检测到检验和有差
运输层采取的技术措施
复用/解复用
目的：当网络层服务质量(吞吐量、传输延迟等)较好，而运输层用 户要求不高时，可通过复用在满足运输用户要求的前提下降低费用。 定义：复用/解复用是指在一个网络连接上支持多个运输层连接。 分流/合流 目的：当网络层服务质量(吞吐量、传输延迟等)较差，而运输层用
发送数据之前不需要建立连接 UDP 的主机不需要维持复杂的连接状态表 UDP 用户数据报只有8个字节的首部开销 网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低，这对某些实时应用是 很重要的。
端口是用报文队列来实现
应 用 层 出队列 运 输 层 TFTP 客户
TFTP 服务器
入队列
出队列
户要求较高时，可通过分流满足运输用户的要求(提高吞吐量，减
少传输延迟)。
定义：分流/合流是指把一个运输连接上传送的会话数据映射到多 个网络连接上传送，各网络连接可相互独立地并行传送。
运输服务原语
三个阶段
连接建立 数据传送
连接释放
4 种服务 TC 建立 正常数据传送 加速数据传送 TC 释放
第七章
用户数据报协议UDP RFC768
TCP/IP详解卷1：CH11、CH12、CH13
主要内容
7.1 7.2 7.3 7.3
运输层协议概述 用户数据报协议UDP 广播和多播 IGMP协议
课下作业
7.1 运输层协议概述
从通信和信息处理的角度看，运输层向它上面 的应用层提供通信服务，它属于面向通信部分 的最高层，同时也是用户功能中的最低层。
错，那么U D P数据报就要被悄悄地丢弃，不产生任何 差错报文。 U D P检验和选项在默认条件下是打开的 尽管U D P检验和是可选的，但是它们应该总是在用。
U D P数据报的长度在检验和计算过程中出现两次。
检测到不同检验和差错的分组统计结果
IP分片
把一份I P数据报分片以后，只有到达目的地才进行重新
12 种原语 TC 建立(4 种) 正常数据传送(4 种) 加速数据传送(2 种) TC 释放(2 种)
用户数据运输服务原语时序
连接建立阶段(3 种可能) 成功建立连接、被叫用户拒绝、TS 提供者拒绝；
数据传送阶段(2 种可能)
正常数据传送、加速数据传送； 连接释放阶段(4 种可能) 一个用户发起的释放、两个用户同时发起的释放、TS 提供 者发起的释放、TS 用户和提供者同时发起的释放；
连接释放失败概率
网络服务分类
A 型网络服务
可接受的残留差错率、可接受的可报告差错率；
B 型网络服务 可接受的残留差错率、不可接受的可报告差错率；需要运 输实体进行差错恢复；
C 型网络服务
不可接受的残留差错率、不可接受的可报告差错率；需要
运输实体进行差错检测和差错恢复；
运输层定义了5 个运输协议类
调用 socket 函数的端点称为 socket。
调用 socket函数时其返回值称为 socket描述符，可简 称为 socket。 在操作系统内核中连网协议的 Berkeley 实现，称为 socket 实现。
7.2 用户数据报协议 UDP
UDP 只在 IP 的数据报服务之上增加了很少一点的功能，即端口 的功能和差错检测的功能。 U D P不提供可靠性：它把应用程序封装后传给I P层，被IP层封 装后发送出去，但是并不保证它们能到达目的地。 但 UDP 在某些方面有其特殊的优点：
端 口
端口就是运输层服务访问点 TSAP 端口是用来标志应用层的进程 由ICANN负责分配 端口用一个 16 bit 端口号进行标志 端口号只具有本地意义
端口在进程之间的通信中所起的作用
发送方 应用进程 应 用 层 运 输 层
接收方
应用进程
端口 TCP 复用 TCP 报文段 UDP 复用 UDP 用户数据报 IP 复用
TCP/IP 体系中的运输层协议
应用层
运输层
UDP IP
TCP
与各种网络接口
TCP 与 UDP
两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫作
运输协议数据单元 TPDU (Transport Protocol
Data Unit)
TCP 传送的协议数据单位是 TCP 报文段
(segment)
运输层还要对收到的报文进行差错检测
运输层需要有两种不同的运输协议，即面向连
接的 TCP 和无连接的 UDP。
运输层与其上下层之间的关系
主机 A 运输服务用户 （应用层实体） 运输层服务访问点 TSAP 运输实体 应用层 主机 B 运输服务用户 （应用层实体） 层接口 运输协议
运输实体
运输层 层接口
网络层服务访问点 NSAP
网络层 （或网际层）
运输层向上提供可靠的和不可靠的逻辑通信信道
发 送 进 程
应 用 层
数据