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UDP协议

2024-06-28 16:02:39
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供稿:网友

传输层协议

从网络层协议来看,通信的两端是两台主机,ip 数据报首部就标明了这两台主机的 IP 地址。但是从传输层来看,是发送方主机中的一个进程与接收方主机中的一个进程在交换数据,因此,严格地讲,通信双方不是主机,而是主机中的进程。

主机中常常有多个应用进程同时在与外部通信(比如你的浏览器和 QQ 在同时运行),下图中,A 主机的 AP1 进程在于 B 主机的 AP3 进程通信,同时主机 A 的 AP2 进程也在与 B 主机的 AP4 进程通信。

两个主机的传输层之间有一个灰色双向箭头,写着“传输层提供应用进程间的逻辑通信”。 逻辑通信:看起来是数据似乎是沿着双向箭头在传输层水平传输的,但实际上是沿图中的虚线经多个协议层次而传输。

这里写图片描述

TCP/IP 协议栈传输层有两个重要协议——UDP 和 TCP,不同的应用进程在传输层使用 TCP 或 UDP 之一: 这里写图片描述

端口

端口的作用体现在传输层。

刚才的图中,AP1 与 AP3 的通信与 AP2 与 AP4 的通信可以使用同一个传输层协议来传输(TCP 或 UDP),根据 IP 地址或 MAC 地址都只能是把数据传到正确的主机,但具体需要传到哪一个进程,是通过端口来辨认的。比如同时使用浏览器和 QQ,浏览器占用 80 端口,而 QQ 占用 4000 端口,那么发送过来的 QQ 消息便会通过 4000 端口显示在 QQ 客户端,而不会错误地显示在浏览器上。

端口号有 0~65535 的编号,其中:

编号 0~1023 为 系统端口号 ,这些端口号可以在网址 www.iana.org 查询到,它们被指派给了 TCP/IP编号 1024~49151 为 登记端口号 ,为没有系统端口号的应用程序使用,使用这类端口号必须在 IANA 按规定手续登记,以防止重复。编号 49152~65535 为 短暂端口号 ,是留给客户进程选择暂时使用的,使用结束后,这类端口号会被放开以供其它程序使用。

最重要的一些应用程序,以下是一些常见的系统端口号:

应用层协议: FTP TELNET SMTP DNS TFTP HTTP SNMP
系统端口号: 21 23 25 53 69 80 161

UDP概述

UDP(User Datagram PRotocol)用户数据报协议,它只在 IP 数据报服务之上增加了很少一点功能,它的主要特点有:

UDP 是无连接的,发送数据之前不需要建立连接(而 TCP 需要),减少了开销和时延。UDP尽最大努力交付,不保证交付可靠性。UDP 是面向报文的,对于从网络层交付下来的 IP 数据报,只做很简单的封装(8 字节 UDP 报头),首部开销小。UDP 没有拥塞控制,出现网络拥塞时发送方也不会降低发送速率。这种特性对某些实时应用是很重要的,比如 IP电话,视频会议等,它们允许拥塞时丢失一些数据,因为如果不抛弃这些数据,极可能造成时延的累积。UDP 支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。

从应用层到传输层,再到网络层的各层次封装: 这里写图片描述

UDP报文

UDP 数据报可分为两部分:UDP 报头和数据部分。其中数据部分是应用层交付下来的数据。UDP 报头总共 8 字节,而这 8 字节又分为 4 个字段: 这里写图片描述

源端口 2 字节 在对方需要回信时可用,不需要时可以全 0;目的端口 2 字节 必须,也是最重要的字段;长度 2 字节 长度值包括报头和数据部分;校验和 2 字节 用于检验 UDP 数据报在传输过程中是否有出错,有错就丢弃。

tcpdump 抓取 UDP 报文

tcpdump 抓取 UDP 报文C程序: 这里写图片描述 这里写图片描述

程序作用是向 指定 IP 地址 的 指定端口 发送一个 指定内容 的 UDP 数据报 编译后,安装抓包工具 tcpdump ,并运行,最小化当前终端,另开启一个终端,运行刚才编译好的 C 程序 这里写图片描述

第一段:IP数据包首部,20个字节 上图:4500 0030 4d56 4000 4011 4310 c0a8 2805 c0a8 0101 (一个字节8bit,对应上面2个数字) 其中c0a8 0101为16进制目的IP,192.168.1.1第二段:UDP报头,8个字节 上图:c6e2 1e61 001c aa84 其中:1e61为16进制目的端口第三段:hello的ASCII码 上图6865 6c6c 6f
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