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成绩： 《TCP/IP协议分析》 课程设计（大作业）报告 题 目: UDP协议分析 院(系): 2017年月21 协议概述 1 1.1 协议的简介 1 1.2 协议的作用 1 1.3 协议的发展历程 2 2 协议工作原理及流程 3 3 协议格式分析 5 3.1 UDP报文封装 5 3.2 UDP报文的抓取步骤 5 3.3 UDP报文格式的分析 7 3.3.1 报文格式 7 3.3.2 UDP信息包 7 3.3.3 UDP的伪首部 9 4 协议应用 11 4.1 UDP协议应用 11 4.2 UDP协议的几个特性 11 4.3 UDP技术优缺点 12 5 协议实现 14 5.1 编写UDP Server程序 14 5.1.1 编写步骤 14 5.1.2 程序内容 14 5.2 UDP Client程序 15 5.2.1编写UDP Client程序的步骤 15 5.2.2 udpclient.c程序内容： 16 6 结术语 18 参考文献 19 1 协议概述 1.1 协议的简介 UDP是User Datagram Protocol的简称，中文名是用户数据报协议，是OSI参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。在网络中它与TCP协议一样用于处理UDP数据包。在OSI模型中，在第四层——传输层，处于IP协议的上一层。UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点，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。与所熟知的TCP（传输控制协议）协议一样，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。 图1-1 UDP 1.2 协议的作用 为了在给定的主机上能识别多个目的地址，同时允许多个应用程序在同一台主机上工作并能独立地进行数据报的发送和接收，设计用户数据报协议UDP。 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）。UDP使用底层的互联网协议来传送报文，同IP一样提供不可靠的无连接数据报传输服务。它不提供报文到达确认、排序、及流量控制等功能。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，处理速度快的优点，所以通常音频、视频和普通数据在传送时使用UDP较多，因为它们即使偶尔丢失一两个数据包，也不会对接收结果产生太大影响。比如我们聊天用的ICQ和QQ就是使用的UDP协议。  图2-1 UDP端口的多路分解 3 协议格式分析 3.1 UDP报文封装 在交给IP层之前，UDP给用户要发送的数据加上一个首部。IP层又给从UDP接收到的数据报加上一个首部。最后，网络接口层把数据报封装到一个帧里，最后转化为比特流在网络中投递。封装UDP报文的IP数据报首部协议字段应设置为17，如图3-1所示。帧的结构根据底层的网络技术来确定。通常网络帧结构包括一个附加的首部。 在接收端，最底层的网络软件接收到一个分组后把它提交给上一层模块。每一层都在向上送交数据之前剥去本层的首部，因此当最高层的协议软件把数据送到相应的接收进程的时候，所有附加的首部都被剥去了。也就是说，最外层的首部对应的是最底层的协议，而最内层的首部对应的是最高层的协议。研究首部的生成与剥除时，可从协议的分层原则得到启发。当把分层原则具体的应用于UDP协议时，可以清楚地知道目的机上的由IP层送交UDP层的数据报就等同于发送机上的UDP层交给IP层的数据报。同样，接收方的UDP层上交给用户进程的数掘也就是发送方的用户进程送到UDP层的数据。在多层协议之间，职责的划分是清楚而明确的，IP层只负责在互联网上的一对主机之间进行数据传输，而UDP层只负责区分一台主机上的多个源端口或目的端口。 图3-1 UDP报文的封装 3.2 UDP报文的抓取步骤 抓取百度主页的UDP报文。 主机打开EtherPeek NX工具，点击过滤条件（udp），新建抓包窗口，开始捕获； 主机打开浏览器，进入百度有哪些信誉好的足球投注网站栏首页； 图3-2 百度有哪些信誉好的足球投注网站栏主页 WireShark工具窗口停止捕获，进行分析捕获到的UDP报文。 图3-3 UDP请求报文 图3-4 UDP应答报文 本次实验验证了UDP协议的工作过程，从理论上讲，IP数据报的最大程度是65535字节，除去20字节的IP首部和 8字节的UDP首部，UDP数据报中用