第05章 传输层.ppt

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1、第第5章章 传输层传输层本章导航本章导航：本章主要讲述传输层的概述、TCP协议格式、TCP服务的三次握手过程、TCP的流量控制和拥塞控制、UDP协议的特征和基于UDP的服务应用等。1/31/20231清华大学出版社理论教学要求理论教学要求：o1.理解传输层的基本作用和服务。o2.理解TCP协议的特点和协议格式。o3.掌握TCP服务的三次握手过程。o4.理解TCP的流量控制和拥塞控制方式。o5.了解UDP协议的特点和协议格式。o。1/31/20232清华大学出版社实验教学要求：实验教学要求：o1.掌握TCP三次握手过程的算法描述。o2.掌握基于winsock编写TCP通信程序。o3.掌握基于wi

2、nsock编写UDP通信程序。o4.了解Cisco Tftp服务器的配置使用。o5.掌握Ethereal捕获软件的使用1/31/20233清华大学出版社5.1 传输层概述传输层概述o传输层位于OSI参考模型的第4层，其任务是为上层用户提供独立于具体网络的、可靠的端-端数据传输。在TCP/IP网络体系结构中，传输层包含TCP和UDP两种最重要的协议。o传输层的最终目的是向应用层提供可靠的数据传输服务。传输层中完成这一工作的硬件和软件称为传输实体，传输实体可能在操作系统内核中，或在一个单独的用户进程内，也可能包含在网络应用程序库中，或是位于网络接口卡上。传输服务是通过在两个传输实体间执行传输协议来

3、实现的。当一个客户进程希望和远程服务器进程建立连接时，它必须指出要建立连接的对象，通常采用的方法是定义一个传输地址，令服务器进程在这个地址上监听连接请求，在传输层用传输服务访问点TSAP来表示。o1.传输层服务类型传输层服务类型o传输层服务分为面向连接和无连接两类，分成两类的原因如下：o（1）通信子网不受用户控制，用户可以通过设置来弥补通信子网服务的不足。o（2）不同的网络向上提供的服务接口不同，为使应用程序的设计不依赖于具体网络，在传输层上提供一个统一的编程接口非常必要。1/31/20234清华大学出版社o2.传输层的功能传输层的功能o传输层的功能包含连接管理、流量控制、差错检测等五个方面。

4、o（1）连接管理o连接管理定义了用户建立连接的规则。通常把连接的定义和建立过程称为握手。在数据传输开始时，发送方和接收方都要通知各自的操作系统初始化一个连接，一台主机发起的连接必须被另一台主机接收才行。当所有的同步操作完成后，连接就建立成功，开始进行数据传输。在传输过程中，两台主机通过协议软件来通信以验证数据是否被正确接收。数据传输完成后，发送端发送一个标识数据传输结束的指示，接收端在数据传输完成后确认数据传输结束，连接终止。o（2）流量控制o流量控制就是以网络普遍接受的速度发送数据，从而防止网络拥塞造成数据报的丢失。传输层独立于低层而运行，它定义了端到端用户之间的流量控制。1/31/2023

5、5清华大学出版社o（3）差错检测o数据连路层的差错检测功能提供了可靠的连路传输，但无法检测源点和目的之间的传输错误。传输层的差错检测机制会检测到这种类型的错误。o（4）对用户请求的响应o对用户请求的响应，包括对发送和接收数据请求的响应，以及特定请求的响应，如用户可能要求高吞吐率、低延迟或可靠的服务。o（5）建立通信o传输层建立通信过程中，可以提供面向连接的可靠认证服务和面向无连接的不可靠非认证服务。在TCP/IP网络体系结构中，集中体现该类服务的是TCP协议和UDP协议。1/31/20236清华大学出版社5.2 TCP协议协议oTCP(Transmission Control Protocol

6、)，即传输控制协议，它用于在不可靠的互联网中提供可靠的端到端字节流服务。由于互联网络规模大，网络种类繁多，网络的拓扑及流量特性很复杂且动态变化，因此TCP的必须设计为是高度自适应和健壮的。1/31/20237清华大学出版社5.2.1 TCP协议格式协议格式oTCP的传输单元称为分段（Segment），每个TCP段由一个20字节的固定头、选项头以及零个或多个数据字节组成，每个字节都有一个32比特的序号。TCP软件决定段的最大长度，它可以将应用程序的多次输出放进一个段中，也可以将一次输出放到多个段中。段的长度要受到IP包的数据域长度以及链路MTU的限制。TCP通过分段的交互来建立连接、传输数据、发

7、出确认、进行差错控制、流量控制及关闭连接。图5-1给出了TCP分段头的格式。1/31/20238清华大学出版社1/31/20239清华大学出版社o常见选项说明：o源端口和目的端口：分别与源IP地址和目的IP地址一起标识TCP连接的两个端点；o序号：TCP段中第一个字节的序号；o确认序号：准备接收的下一个字节序号；oTCP头长度：包括固定头和选项头；oURG：紧急标志，为1时表明紧急指针域有效；oACK：确认标志，为1时表明确认序号域有效；oPSH：为1时表示要求接收实体立即将数据上交给应用层；oRST：复位标志，为1时表示复位一个连接，或拒绝接收一个非法段，或拒绝建立一个连接；oSYN：建立连

8、接标志，在请求建立连接的段中：SYN=1，ACK=0；在表示接受连接的段中：SYN=1，ACK=1；用SYN来区分与建立连接有关的段，用ACK进一步区分请求和接受动作；oFIN：释放连接标志，为1时表示发送方结束发送，但仍可以接收数据。o窗口大小：TCP使用可变长度的滑动窗口进行流量控制，窗口大小表明发送方可以发送的字节数（从确认序号开始）；该域为0表示要求发送方停止发送，过后可以用一个该域不为0的段恢复发送；o校验：对TCP头、数据及伪头结构进行校验；o紧急指针：指出紧急数据的位置（距当前序号的偏移值）1/31/202310清华大学出版社5.2.2 TCP的服务过程的服务过程oTCP的服务过

9、程包括连接建立、数据传输、释放连接三个过程。o1.连接建立连接建立oTCP使用三次握手协议来建立连接。连接可以由任何一方发起，也可以由双方同时发起。一旦一台主机上的TCP软件主动发起连接请求，运行在另一台主机上的TCP软件就被动地等待握手。图5-2给出了三次握手建立TCP连接的过程。1/31/202311清华大学出版社1/31/202312清华大学出版社o主机1首先发起TCP连接请求，并在所发送的分段中将编码位字段中的SYN位置“1”，ACK位置“0”。主机2收到该分段，若同意建立连接，则发送一个连接接受的应答分段，其中编码位字段的SYN和ACK位均被置“1”，指示对第一个SYN报文段的确认，

10、以继续握手操作；否则，主机2要发送一个将RST位置“1”的应答分段，表示拒绝建立连接。主机1收到主机2发来的同意建立连接分段后，还有再次选择的机会，若其确认要建立这个连接，则向主机2发送确认分段，用来通知主机2双方已完成建立连接；若其不想建立该连接，则可以发送一个将RST位置“1”的应答分段来告知主机2拒绝建立连接。o不管是哪一方先发起连接请求，一旦连接建立，就可以实现全双向的数据传输。TCP将数据流看做字节的序列，将从用户进程接收的任意长的数据，分成不超过64KB（包括TCP头在内）的分段，以适合IP数据报的载荷能力。所以对于一次传输要交换大量报文的应用，往往需要以多个分段进行传输。1/31

11、/202313清华大学出版社o2.TCP连接释放连接释放o数据传输完成后，进行TCP连接的释放过程。TCP协议使用修改的三次握手协议来关闭连接，以结束会话。TCP连接是全双工的，可以看作两个不同方向的单工数据流传输。一个完整连接的拆除涉及两个单向连接的拆除。当主机1的TCP数据已发送完毕时，在等待确认的同时可发送一个将编码位字段的FIN位置”1”的分段给主机2，若主机2已正确接收主机1的所有分段，则会发送一个数据确认分段，同时通知本地相应的应用程序，对方要求关闭连接。接着再发送一个对主机1所发送的FIN分段进行确认的分段，否则，主机1就要重传那些主机2未能正确接收的分段。收到主机2关于FIN确

12、认后的主机1需要再次发送一个确认拆除连接的分段，主机2收到该确认分段意味着从主机1到主机2的单向连接已经结束。但是，此时在相反的方向上，主机2仍然可以向主1发送数据，直到主机2数据发送完毕并要求关闭连接。一旦当两个单向连接都被关闭，则两个端结点上的TCP软件就要删除与这个连接的相关记录，于是原来所建立的TCP连接被完全释放。连接的关闭过程如图5-3所示。1/31/202314清华大学出版社1/31/202315清华大学出版社实验实验1 TCP三次握手过程的算法描述三次握手过程的算法描述o本次实验要求读者掌握三次握手的基本过程，认真阅读三次握手的算法描述，尝试编写基于TCP的通信连接程序。o1.

13、过程描述过程描述o（1）客户端发送SYN包到服务器,进行连接请求,SYN=1,同时随机产生一个序号Sequence number=X，表明传送的第一个数据字节的序号为X,并且进入SYN_SEND状态,等待服务器端的确认。o（2）服务器端接到的SYN包后对其确认后,发送一个SYN+ACK包到客户端,设置SYN=1，ACK=1，确认序号ACKnowledgement number=X+1，同时也为自己选择一个序号Sequence number=Y,并且服务器端进入SYN_RECEIVE状态。o（3）客户端收到服务器端的确认后,发送一个ACK包到服务器端,设置ACK=1，其确认序号ACKnowled

14、gement number=Y+1。发送完毕后，客户端进入ESTABLISHED状态,服务器端收到客户端的确认包后也进入ESTABLISHED状态。o2.类类C语言算法描述语言算法描述o（1）客户端相关算法oSYNpACKet=000010;o ACKpACKet=010000;1/31/202316清华大学出版社o*从TCP层的上层获得端口号*oVoid ports(port1,port2)o os_port=port1;o d_port=port2;o oVoid numbers()o os_num=int rand(void)+90;*随机产生一个随机的顺序号*o a_num=0;ooV

15、oid TCPConnection()ooIf(i=1)ooflagspACKet=SYNpACKet;*发送SYN包*oprintf(“进行第一次握手!n”);o*客户端向服务器端发起第一次连接请求*oSendTCPHeader(s_port,d_port,s_num,a_num,flagspACKet);oo*客户端对服务器端的回应作出判断*oIf(i=2)&(GetTCPHeader.flagspACKet=SYNpACKet+ACKpACKet)o oprintf(“第二次握手成功!n”);1/31/202317清华大学出版社oflagspACKet=ACKpACKet;*发送ACK包

16、*o a_num=GetTCPHeader.s_num+1;oprintf(“进行第三次握手!n”);o/*客户端接收到服务器端的SYN+ACK包作出确认,并进入ESTABLISHED状态,等待与服务器端的数据传输*/oSendTCPHeader(s_port,d_port,s_num,a_num,flagspACKet);o oelse printf(“请求失败!”);oo/*客户端向服务器端发起请求后,进入SYN_SEND状态,等待服务器端回应*/oVoid Wait()ooWhile(timesout()*超次终止*/ooWhile(timeout()*超时重传*/ooSendTCPHe

17、ader(s_port,d_port,s_num,a_num,flagspACKet);ooPrintf(“请求超时!”);o1/31/202318清华大学出版社oPrintf(“请求失败!”);o o（2）服务器端相关算法oVoid TCPReturn()oo If(i=1)&(GetTCPHeader.flagspACKet=SYNpACKet)o o Printf(“第一次握手成功!n”);o/*从TCP的下层获得GuestTCP报头信息*/o s_port=GetTCPHeader.d_port;o d_port=GetTCPHeader.s_port;o s_num=int rand

18、(void)+90;/*随机产生一个随机的顺序号*/o a_num=GetTCPHeader.s_num+1;o flagspACKet=SYNpACKet+ACKpACKet;/*发送SYN+ACK包*/o/*服务器端对客户端的请求作出回应*/oPrintf(“进行第二次所握手!”);o/*服务器端对客户端的请求作出确认后,进入SYN_RECEIVE状态(半连接队列),等待最后确认,并进行Wait判断.*/oSendTCPHeader(s_port,d_port,s_num,a_num,flagspACKet);oif(j=2)&(GetTCPHeader.flagspACKet=ACKpA

19、CKet)1/31/202319清华大学出版社oo/*服务器端收到客户端的ACK确认后,将该连接从半连接队列中删除,进入ESTABLISHED状态,等待与客户端的数据传输*/oPrintf(“第三次握手成功!n”);o o/*如果超过等待时间后进行重传,超过系统规定次数则将该连接从半连接队列删除.*/oVoid Wait()oowhile(timesout()*超次终止*oowhile(timeout()*超时重传*ooSendTCPHeader(s_port,d_port,s_num,a_num,flagspACKet);ooPrintf(“超时重传!”);ooPrintf(“连接失败!n”

20、);o1/31/202320清华大学出版社o3.TCP常用端口号常用端口号o端口号是操作系统标识应用程序的一种方法，其取值可由用户定义或者系统分配。TCP端口号采用了动态和静态相结合的分配方法，对于一些常用的应用服务，使用固定的端口号。对于其它的应用服务，尤其是用户自行开发的应用服务，端口号采用动态分配方法，由用户指定。TCP约定01023为保留端口号,作为标准应用服务使用；1024以上是自由端口号，由用户应用服务使用。TCP的一些常用保留端口号如表5-1所示。1/31/202321清华大学出版社1/31/202322清华大学出版社5.2.3 TCP流量控制流量控制oTCP采用可变长度的滑动窗

21、口协议进行流量控制，接收方在返回给发送方的段中报告发送窗口的大小。当窗口为0时发送方停止发送。但有两种情况例外，一是可以发送紧急数据，例如终止在远端计算机上的运行进程；第二种情况可以发送一个1字节的数据段，要求接收方重申窗口大小及下一个准备接收的字节序号，这是为了避免因窗口声明丢失造成死锁的问题。o早期的TCP设计中，没有解决不同速率的数据填充问题。当收发两端的应用程序以不同速率工作时，TCP的发送方将接收方的缓冲区填满，当接收方应用程序从饱和的缓冲区中读取一个字节后，接收方的缓冲区具有可用空间，TCP软件就会生成一个确认，通告一个字节的窗口；发送方得知空间可用后，会发送一个包含一个字节的段，

22、又把空间填满。这个过程会不断重复，导致大量的带宽浪费，这个问题称为糊涂窗口综合症。o现行的TCP标准使用启发式方法来防止糊涂窗口综合症，发送方使用启发式技术避免传输包含少量数据段，而接收方使用启发式技术防止送出可能会引发小数据分组的、具有微小增量值的窗口通告。o启发式技术的思想是，仅当窗口大小增加到缓冲区空间的一半或者一个最大的TCP段中包含的数据字节数时才发送增加窗口的通告。当窗口大小没有达到指定的限度时，推迟发送确认。o推迟确认能够降低通信量并提高吞吐率。如果在确认推迟期间到达新的数据，那么对收到的所有数据只需使用一个确认；如果应用程序在数据到达之后立即产生响应，那么短暂的延迟正好把确认捎

23、带在一个数据段中发送回来；另外，在推迟确认的时间内，如果应用程序从缓冲区中读取了数据，还可以在返回的段中捎带窗口加大通告。o推迟确认的缺点是，当确认延迟太大时，会导致不必要的重传，也会给TCP估计往返时间带来混乱。为此TCP标准规定了推迟确认的时间限度（最多500ms），而且推荐接收方至少每隔一个报文段使用正常方式对报文段进行确认，以便估计往返时间。1/31/202323清华大学出版社5.2.4 TCP拥塞控制拥塞控制oTCP协议根据数据包的超时来判断网络中是否出现了拥塞，并自动降低传输速率。TCP拥塞控制的最根本的办法是降低数据传输速率。超时产生有两个原因，一是数据包传输出错被丢弃，二是拥塞

24、的路由器把数据包丢弃。o由于发送速率受制于接收端的缓冲区大小和网络的处理能力，所以TCP要维护两个窗口，即接收窗口和拥塞窗口。接收窗口是接收端在window size域中通告的窗口，拥塞窗口用于在发生拥塞时将数据流量限制到小于接收缓冲区大小，由此可知，发送窗口等于接收窗口和拥塞窗口的最小值。1/31/202324清华大学出版社o目前TCP使用慢启动和加速递减两种技术来实现拥塞控制。o加速递减策略指的是，一旦发现超时，立即将拥塞窗口的大小减半（最后减到最小值1），对于保留在发送窗口中的段，将重传定时器的时限加倍（按指数规律对重传定时器进行补偿）。拥塞窗口在持续出现超时的时候按指数规律递减通信量和

25、重传速率，从而迅速减少通信量，以便路由器获得足够的时间来清除其发送队列中已有的数据报。o拥塞结束后，TCP恢复传输采用慢启动策略。慢启动策略指的是，在启动新连接的传输或在拥塞之后增加通信量时，仅以一个报文段作为拥塞窗口的初始值，每当收到一个确认之后，将拥塞窗口大小增加1。o为了避免窗口增加过快，TCP还附加了一个限制。当拥塞窗口达到拥塞最大窗口大小的一半时，TCP进入拥塞避免状态，降低窗口增加的速度，仅当窗口中所有的报文段都被确认后，窗口大小增1。因此TCP还必须维护第三个参数，这是一个门限值，指示拥塞窗口大小从指数增加转为线性增加的临界点。o起始时门限值设为64KB（最大的接收窗口值），拥塞

26、窗口为1，使用慢启动算法发送数据。当发生超时时，将门限值设为当前拥塞窗口的一半（加速递减），并取拥塞窗口为1，又使用慢启动算法发送数据。当拥塞窗口达到门限值时进入拥塞避免状态，直至又超时或到达接收窗口。当拥塞窗口达到接收窗口时就不再增加。1/31/202325清华大学出版社5.2.5 基于基于winsock编写编写TCP通信程通信程序序o在基于TCP的服务方式中，要使服务双方顺利进行通信，通常设置一个被动的等待方和一个主动的响应方，这是典型的客户机/服务器模型，即C/S（Client/Server）模型。客户机和服务器分别指两个应用程序，客户端向服务器发送请求，服务器请求响应。服务器端一直处于

27、休眠状态，直到客户端发出服务请求给服务器端，客户端的请求过程引起服务器端处于激活状态，这个过程叫唤醒。C/S通信方式采用一套协议来实现，这套协议可能是对称的或是非对称的。在对称方式中，每一方都有可能扮演客户机和服务器的角色；在非对称协议中，一方固定做服务器，一方固定做客户机。无论具体的协议是对称的或是非对称的，当服务被提供时必然存在客户进程和服务进程。图5-4显示了C/S服务过程 1/31/202326清华大学出版社1/31/202327清华大学出版社o1.Socket简介简介oSocket称作“套接字”，它是一个通信链的句柄，用于描述IP地址和端口，应用程序通常通过套接字向网络发出请求或者应

28、答网络请求。Socket最初是20世纪80年代初，ARPA给加利福尼亚大学伯克利分校提供的基于Unix的TCP/IP项目开发的API（应用程序接口），现在它已被认为是开发非RPC Windows网络应用程序的最好途径。oSocket接口使用使用“打开-读-写-关闭”来进行处理。为了实现TCP/IP网络通信，程序首先打开一个到网络的连接，通过该连接进行数据的读和写操作，操作完成后，关闭连接。o使用Socket建立TCP/IP应用程序的过程如下：1/31/202328清华大学出版社o（1）调用Socket API，指定所要求的协议类型，如TCP、UDP等，建立一个Socket。o（2）配置Sock

29、et，面向连接的服务器采用Listen函数将服务器置为被动帧听模式，采用Accept函数建立连接。面向连接的客户程序调用Connect函数启动网络会话过程。无连接的客户程序因为没有建立和远程主机的直接连接，所以必须采用Bind函数对协议端口进行帧听，以便接收对它的服务请求所产生的数据报应答。o（3）通过Socket实现数据传输，采用Send、Write和Writev函数来实现对面向连接的Socket发送数据。采用Sendto、Sendmsg函数实现对面向无连接的Socket发送数据。o2.WinsockoWinSock全写是Windows Sockets，它是基于Microsoft Windo

30、ws的开放式网络应用程序接口，由许多网络软件厂商参与发展而来。WinSock规格清楚地定义了网络软件与网络协议层之间的分工方式，WinSock协议层的工作是利用标准传输协议、驱动程序、网络媒介来发送和接收数据。oWinSock定义了一套应用程序界面，即WinSock API函数。在网络通信编程中，用户可以直接调用winsock API函数来实现Winsock编程。WinSock API是一个的标准网络接口，它包含一组函式呼叫、数据结构、以及惯例，且提供任何Microsoft Windows程序一个标准的网络服务存取接口。通过调用WinSock API可以开发多个TCP/IP网络软件，在Wind

31、ows操作系统里,WinSock API被定义在一个文件名为winsock.dll的Windows 动态链接库文件中。1/31/202329清华大学出版社实验实验2 基于基于winsock编写编写TCP通信程序通信程序o步骤一、打开visual basic应用程序，新建一个窗体form1。o步骤二、在form1窗体中加入4个文本框，分别命名为text1、text2、text3、text4,并将其text属性改为“空”；加入5个label控件，分别命名为label1、label2、label3、label4、label5，设置其caption属性分别为“远程IP”、“远程PORT”、“接收到”、

32、“字符数”和“未连接”；加入两个command控件，命名为command1和command2。设置其caption属性分别为“发送”和“连接”。加入一个WINSOCK控件，命名为winsokc1，设置protocol属性为0-scktcpprotocol。o1.客户端程序客户端程序oDim mm As Long 接收字符计数器oDim kk As Long 接收字节计数器oDim nn As Long 接收次数计数器oPrivate Sub Command1_Click()连接服务器按钮oWinsock1.RemoteHost=Text1(0).Text 确定服务器IP地址oWinsock1.

33、RemotePort=Val(Text1(1).Text)确定服务器端口号oWinsock1.Connect 连接方法oEnd SuboPrivate Sub Command2_Click()发送数据按钮oWinsock1.SendData(Text3.Text)发送方法1/31/202330清华大学出版社oLabel4.Caption=字符数&Len(Text3.Text)显示发送的字符数oLabel4.Caption=Label4.Caption+字节数&LenB(Text3.Text)显示发送的字节数oEnd SuboPrivate Sub Winsock1_Close()服务器断开事件

34、o Winsock1.Close 套接字关闭o Label3.Caption=未连接 显示连接成功o Command2.Enabled=False 允许发送数据o End SuboPrivate Sub Winsock1_Connect()连接成功事件o Label3.Caption=连接成功 显示连接成功o Command2.Enabled=True 允许发送数据oEnd SuboPrivate Sub Winsock1_DataArrival(ByVal bytesTotal As Long)收到数据事件o Dim strData As String 定义临时变量o Winsock1.Ge

35、tData strData,vbString 获得数据o mm=mm+Len(strData)计算字符数o kk=kk+LenB(strData)计算字节数o Text2.Text=Text2.Text&Chr(13)&Chr(10)&strData 显示接收内容o nn=nn+1 统计接收次数o Label2.Caption=接收到&nn&次&共&mm&字符 o Label2.Caption=Label2.Caption&kk&字节 显示接收概况o End Sub1/31/202331清华大学出版社o2服务器端程序服务器端程序oDim Clientnn As Long 客户计数器oDim m

36、m As Long 接收字符计数器oDim kk As Long 接收字节计数器oDim nn As Long 接收次数计数器oPrivate Sub Command2_Click()发送数据按钮事件o Winsock2.SendData(Text3.Text)发送数据o Label4.Caption=字符数&Len(Text3.Text)显示发送字符数o Label4.Caption=Label4.Caption+字节数&LenB(Text3.Text)显示发送的字节数o End SuboPrivate Sub Form_Load()屏幕初始显示事件oLabel1.Caption=Port:

37、&Winsock1.LocalPort 显示端口号oWinsock1.Listen 置服务器听状态oEnd SuboPrivate Sub Winsock1_ConnectionRequest(ByVal requestID As Long)客户请求连接事件o Winsock2.Accept(requestID)服务器接收o Clientnn=Clientnn+1 客户计数器计数o Command2.Enabled=True 允许发送数据o Label3.Caption=客户数&ClientnnoEnd SuboPrivate Sub Winsock1_Error(ByVal Number A

38、s Integer,Description As String,_o ByVal Scode As Long,ByVal Source As String,ByVal HelpFile As String,_1/31/202332清华大学出版社o ByVal HelpContext As Long,CancelDisplay As Boolean)出错事件oText1.Text=Description 显示出错信息oEnd SuboPrivate Sub Winsock2_DataArrival(ByVal bytesTotal As Long)服务器收到数据事件o Dim strData A

39、s String 定义临时变量o Winsock2.GetData strData,vbString 接收数据o mm=mm+Len(strData)字符计数器计数o kk=kk+LenB(strData)字节计数器计数o Text2.Text=Text2.Text&Chr(13)&Chr(10)&strData 显示接收内容o nn=nn+1 接收次数计数器计数o Label2.Caption=接收到&nn&次&共&mm&字符 o Label2.Caption=Label2.Caption&kk&字节 显示接收概况oEnd Subo步骤四、对该程序进行编译执行，图5-5显示的是该程序的一次运

40、行结果。1/31/202333清华大学出版社1/31/202334清华大学出版社1/31/202335清华大学出版社5.3 UDP协议协议oUDP，即用户数据报协议。它是一种面向无连接的传输层协议，提供不可靠信息传送服务。UDP 协议和TCP协议共同组成了TCP/IP协议的传输层。与 TCP 不同，UDP协议不提供超时重传，出错重传等功能。UDP 协议比较简单，UDP 头包含很少的字节，比 TCP 消耗少。UDP 适用于不需要 TCP 可靠机制的情形。基于UDP的应用有网络文件系统（NFS）、简单网络管理协议（SNMP）、域名系统（DNS）以及简单文件传输协议（TFTP）等。1/31/2023

41、36清华大学出版社5.3.1 UDP协议概述协议概述oUDP利用IP协议进行数据报传输，因此UDP提供的是无连接的数据报投递服务，它不需要确认、不对报文排序、也不进行流量控制，因而会出现丢失、重复、失序等现象，但传输效率较高。UDP常用于数据量较少的数据传输。使用UDP协议的好处是在少量数据的传输时，使用UDP协议传输信息流，可以减少连接过程，提高工作效率。o1.UDP数据报格式数据报格式oUDP数据包由伪头部和UDP用户数据报组成。伪头部包括源IP地址、目的IP地址填充段、协议版本和UDP长度。UDP用户数据报由UDP头部和数据区组成。UDP头部包括源端口号、目标端口号、UDP总长度和校验和

42、。数据区是数据的存放区域，UDP的结构如图5-6所示。1/31/202337清华大学出版社1/31/202338清华大学出版社o下面对各个选项说明：o源IP地址：数据发送端的IP地址，长度为32位。o目的IP地址：收据接收端的IP地址，长度为32位。o协议版本：标识协议的版本信息。o源端口号：长度为16位，源端口是可选字段。当使用时，它表示发送程序的端口，同时它还被认为是没有其它信息的情况下需要被寻址的答复端口。如果不使用，设置值为0。o目标端口号：长度为16位，标识目标主机对应的端口。oUDP总长度：长度为16位，包括协议头和数据，长度最小值为8。o校验和：长度为16位，采用校验码实现对信息

43、的校验过程。o数据区：有效数据信息的存放区域，要注意的问题是，必须进行数据填充，保证数据容量为16的倍数。1/31/202339清华大学出版社o2.UDP服务端口服务端口oUDP不需要建立连接，通常只有一个请求和一个响应的客户服务器应用使用UDP。UDP协议使用端口号来标识通信端点，当一个UDP包到达时，它的数据域部分将交给与目的端口相连接的进程，端口与进程的绑定是通过执行BIND原语完成。UDP长度用于指出UDP包的总长度，包括包头和数据域。UDP校验是对整个UDP数据包的校验。表5-2所示是常见一些著名的UDP端口。1/31/202340清华大学出版社实验实验3 基于基于winsock编写

44、编写UDP通信程通信程序序o本程序基于Vc6.0编写，在VC6.0环境下调试成功，读者可以照下面的例子编写，要注意的是，该程序必须加载调用WS2_32.DLL文件，该文件在VC6.0安装目录的LIB子目录下，在运行程序的时候，将WS2_32.DLL文件复制到程序所在的目录下 1/31/202341清华大学出版社o1.客户端程序客户端程序o#include o#include oBOOL InitWinsock();o#pragma comment(lib,WS2_32)ovoid main()ooSOCKET socket1;oInitWinsock();ostruct sockaddr_in

45、 server;oint len=sizeof(server);oserver.sin_family=AF_INET;oserver.sin_port=htons(1080);/设置服务器的监听端口oserver.sin_addr.s_addr=inet_addr(127.0.0.1);/设置服务器的地址为本地osocket1=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);owhile(1)oochar buffer1024=0;oprintf(.请输入要发送的数据信息n);oscanf(%s,buffer);oif(strcmp(buffer,bye)=0)obreak;1/31

46、/202342清华大学出版社oif(sendto(socket1,buffer,sizeof buffer,0,(struct sockaddr*)&server,len)!=SOCKET_ERROR)ooif(recvfrom(socket1,buffer,sizeof buffer,0,(struct sockaddr*)&server,&len)!=SOCKET_ERROR)oprintf(rece from server:%sn,buffer);oooclosesocket(socket1);ooBOOL InitWinsock()ooint Error;oWORD VersionRe

47、quested;oWSADATA WsaData;oVersionRequested=MAKEWORD(2,2);oError=WSAStartup(VersionRequested,&WsaData);/启动WinSock2oif(Error!=0)ooreturn FALSE;ooelse1/31/202343清华大学出版社ooif(LOBYTE(WsaData.wVersion)!=2|HIBYTE(WsaData.wHighVersion)!=2)ooWSACleanup();oreturn FALSE;ooooreturn TRUE;o1/31/202344清华大学出版社o2服务器端

48、程序服务器端程序o#include o#include oBOOL InitWinsock();o#pragma comment(lib,WS2_32)o void main()ooSOCKET socket1;oInitWinsock();ostruct sockaddr_in local;ostruct sockaddr_in from;oint fromlen=sizeof(from);olocal.sin_family=AF_INET;olocal.sin_port=htons(1080);/监听本地端口olocal.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;osocket

49、1=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);obind(socket1,(struct sockaddr*)&local,sizeof local);owhile(1)1/31/202345清华大学出版社oochar buffer1024=0;oprintf(.等待接收客户发送的数据信息中.n);oif(recvfrom(socket1,buffer,sizeof buffer,0,(struct sockaddr*)&from,&fromlen)!=SOCKET_ERROR)ooprintf(Received datagram from%s-%sn,inet_ntoa(fr

50、om.sin_addr),buffer);o/给cilent发信息osendto(socket1,buffer,sizeof buffer,0,(struct sockaddr*)&from,fromlen);ooSleep(500);ooclosesocket(socket1);ooBOOL InitWinsock()ooint Error;1/31/202346清华大学出版社oWORD VersionRequested;oWSADATA WsaData;oVersionRequested=MAKEWORD(2,2);oError=WSAStartup(VersionRequested,&W