(精品)中科大,计算机网络课件11_2.ppt

《(精品)中科大,计算机网络课件11_2.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(精品)中科大,计算机网络课件11_2.ppt（41页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 Chapter 11User DatagramProtocol Chapter11User Datagram ProtocollPROCESS-TO-PROCESS COMMUNICATION 进程到进程的通信l USER DATAGRAM 用户数据报l CHECKSUM 检验和 全添0不做啦l UDP OPERATION UDP的操作l USE OF UDP UDP的使用l UDP PACKAGE UDP软件包Chapter11Position of UDP in the TCP/IP protocol suiteChapter11l传输层的责任：1.创建进程到进程的通信2.提供传输层控制

2、机制（流量控制、差错控制、分组确认等）3.为进程提供连接机制lUDPl通过使用端口号来完成进程到进程的通信l仅提供低水平的差错控制（丢弃出错分组）lUDP 是无连接的、不可靠的传输协议lUDP 的特点：系统开销小Chapter1111.1 PROCESS-TO-PROCESS COMMUNICATION 进程到进程的通信Before we examine UDP,we must first understand host-to-host communication and process-to-process communication and the difference between t

3、hem.【在考查UDP 之前，我们必须首先了解主机到主机的通信和进程到进程的通信以及它们之间的不同。】lPort Numbers 端口号lSocket Addresses 套接字地址Chapter11UDP versus IPIP 协议负责主机到主机的通信，只能将报文交付给目的计算机。协议负责主机到主机的通信，只能将报文交付给目的计算机。UDP 协议负责进程到进程的通信，可将报文交付给适当的进程。协议负责进程到进程的通信，可将报文交付给适当的进程。Chapter11Port numbers 端口号端口号端口号：用来标识通信中的收、发进程端口号：用来标识通信中的收、发进程Chapter11IP

4、addresses versus port numbersIP：地址定义了世地址定义了世界范围不同主机中界范围不同主机中的一个主机的一个主机端口号：端口号：定义了在定义了在这个主机上的许多这个主机上的许多进程这的一个进程这的一个Chapter11IANA rangesIANA 定义的端口范围定义的端口范围熟知端口：熟知端口：01023 由由ICANN(IANA)指派和控制。指派和控制。注册端口：注册端口：102449151 要求在要求在ICANN(IANA)注册，防止重复。注册，防止重复。动态端口：动态端口：无须无须IANA指派或注册，由用户进程自定义使用，是短暂端口指派或注册，由用户进程自定

5、义使用，是短暂端口note：有些操作系统可能使用与：有些操作系统可能使用与ICANN(IANA)不一样的定义。不一样的定义。Chapter11Table 11.1 Table 11.1 Well-known ports used with UDPWell-known ports used with UDPChapter11Socket addresses 套接字地址套接字地址套接字地址套接字地址IP地址端口号地址端口号Chapter1111.2 USER DATAGRAM用户数据报用户数据报lUDP packets are called user datagrams and have a fi

6、xed-size header of 8 bytes.【UDP分组叫做用户数据报，有8个字节的固定首部。】Chapter11User datagram format用户数据报格式用户数据报格式源端口号：源端口号：源主机上运行的进程所使用的端口号，源主机上运行的进程所使用的端口号，16位。位。目的端口号：目的端口号：目的主机上运行的进程所使用的端口号，目的主机上运行的进程所使用的端口号，16位。位。总长度：总长度：定义了定义了UDP的总长度，的总长度，16位，位，64（8字节）字节）65535。或或：UDP长度长度IP数据报长度数据报长度IP首部长度首部长度Chapter1111.3 CHECK

7、SUM 检验和检验和lUDP checksum calculation is different from the one for IP and ICMP.Here the checksum includes three sections:a pseudoheader,the UDP header,and the data coming from the application layer.【UDP 检验和的计算与IP和ICMP的不一样，这里的检验和包括三个部分：伪首部、UDP首部、和从应用层来的数据。】Chapter11Pseudoheader added to the UDP datagr

8、am伪首部添加在伪首部添加在UDP数据报上数据报上Chapter11Checksum calculation of a simple UDP user datagram简单简单UDP用户数据报检验和的计算用户数据报检验和的计算Chapter1111.4 UDP OPERATION UDP 的操作的操作lUDP uses concepts common to the transport layer.These concepts will be discussed here briefly,and then expanded in the next chapter on the TCP proto

9、col.【UDP 使用了传输层共同的概念。这里将简单地讨论这些概念，而在下一章介绍TCP协议时展开讨论】Chapter11lConnectionless Services 无连接服务lUDP 发送的每一个数据报都是独立的数据报。lFlow and Error Control 流量 和差错控制lUDP是一个很小的不可靠的传输层协议。它没有流量控制，因而也没有窗口机制。l除了检验和外，UDP也没有差错控制机制。发送端并不知道报文是丢失了，还是重复地交付了。Chapter11Encapsulation and decapsulation封装和拆装封装和拆装Chapter11Queues in UDP

10、UDP中的队列中的队列服务器端：服务器端：用熟知端口创建入队列与出队列用熟知端口创建入队列与出队列客户机端：客户机端：一般用短暂端口来创建入队列与出队列一般用短暂端口来创建入队列与出队列在在UDP中，队列是与端口相关联在一起的中，队列是与端口相关联在一起的Chapter11排队处理（入队列与出队列）在大多数情况下，由客户打开的队列由短暂端口号来标识，只要进程在运行，这些队列就起作用。当进程终止时，队列就被撤销。客户进程使用在请求中指明的源端口号将报文发送到出队列。UDP逐个地将报文取出，加上UDP首部，交付给IP。出队列可能出现溢出。若发生溢出，操作系统就要求客户进程在继续发送报文之前要等待。

11、当报文到达客户端时，UDP要检查一下，对应于该用户数据报中目的端口号字段指明的端口号有没有入队列被创建了。若有这样的队列，UDP就将收到的用户数据报放在该队列的末尾。若没有这样的队列，UDP就丢弃该用户数据报，并请求ICMP协议向服务器端发送不可达报文。Chapter11排队处理（入队列与出队列）所有发送给一个特定客户程序的入报文，不管是来自同样的或不同的服务器，都被放入同一个队列。入队列可能会溢出。若发生溢出，UDP就丢弃这个用户数据报，并请求向服务器发送端口不可达报文。在服务器端，创建队列的机制是不同的。在最简单的形式下，服务器在它开始运行时就用它的熟知端口创建入队列和出队列。只要服务器进

12、程在运行，这些队列就一直是打开的。Chapter11入队列与出队列当报文到达服务器进程时，UDP要检查一下，对应于该用户数据报中目的端口号字段指明的端口号有没有入队列被创建了。若有这样的队列，UDP就将收到的用户数据报放在该队列的末尾。若没有这样的队列，UDP就丢弃该用户数据报，并请求ICMP协议向客户端发送端口不可达报文。所有发送给特定服务器程序的入报文，不管是来自同样的或不同的客户，都被放入同一个队列。入队列可能会溢出。若发生溢出，UDP就丢弃这个用户数据报，并请求向客户发送端口不可达报文。Chapter11排队处理（入队列与出队列）当服务器想要回答客户时，它就使用在请求中指明的源端口号将

13、报文发送到出队列。UDP逐个地将报文取出，加上UDP首部，交付给IP，出队列可能出现溢出。若发生溢出，操作系统就要求服务器进程在继续发送报文之前要等待。Chapter11Multiplexing and demultiplexing复用与分用复用与分用Chapter11复用与分用复用与分用复用在发送端，可能有多个进程需要发送用户数据报。但是，只有一个UDP。这是一个多对一的关系，因而需要复用。UDP从不同的进程接受报文，这些进程是由指派给它们的端口号来区分的。在加上首部后，UDP就将用户数据报送往IP。分用在接收端也只有一个UDP。但我们有多个进程可能接收用户数据报。这就是一个一对多的关系，因

14、而需要分用。UDP从IP接收用户数据报。经过差错检查后就丢掉首部。UDP根据端口号将每一个报文交付到适当的进程。Chapter1111.5 USE OF UDP UDP的使用的使用UDP 适用需要简单请求响应通信，而较少考虑流量和差错控制。对于需要传送成块数据的进程，如FTP，则通常不使用UDPUDP 适用于具有内部流量和差错控制的进程。如TFTP.-上层差错控制UDP是个较适合多播和广播的传输协议。UDP 可用于管理进程，如SNMP。UDP 可用于某些路由选择更新协议，如RIP。Chapter1111.6 UDP PACKAGE UDP软件包软件包lThe UDP package invol

15、ves five components:a control-block table,input queues,a control-block module,an input module,and an output module.【UDP软件包共包括五个构件：控制块表、若干个输入队列、控制模块、输入和输出模块。】Chapter11UDP package UDP 软件包软件包Chapter11l控制块表lUDP用控制块表来记录打开的端口，表中的每一个项目有最小的四个字段：状态（FREE、IN-USE）、进程ID、端口号、队列号。l输入队列l这里只使用了一组输入队列，对应于一组进程。l控制块模块l

16、控制块模块负责管理控制块表。当进程启动时，它就从操作系统要一个端口号。操作系统把熟知端口号指派给服务器，而把短暂端口号指派给客户。进程将进程ID和端口号传递给控制块模块，以便在表中为该进程创建一个项目。这个模块不创建队列。队列数字段的值是零。Chapter11控制块模块接收：进程ID和端口号1.查找控制块表中的FREE项目。1.若（未找到）1.使用事先定义的策略删除一个项目。2.创建状态为IN-USE的新项目。3.输入进程ID和端口号。2.返回Chapter11输入模块接收：来自IP的用户数据报1.在控制块表中查找相应的项目。1.若（找到）1.检查队列字段，看是否已经分配了一个队列。1.若（无

17、）1.分配一个队列。2.把数据放入相应的队列中。2.若（未找到）1.请求ICMP模块发送“端口不可达”报文。2.丢弃这个用户数据报2.返回。Chapter11输出模块接收：来自进程的数据和信息1.创建用户数据报2.发送用户数据报3.返回Chapter11Table 11.2 Table 11.2 The control-block table at the beginning of examplesThe control-block table at the beginning of examplesChapter11The first activity is the arrival of a

18、 user datagram with destination port number 52,012.The input module searches for this port number and finds it.Queue number 38 has been assigned to this port,which means that the port has been previously used.The input module sends the data to queue 38.The control-block table does not change.example

19、example 2 2Chapter11After a few seconds,a process starts.It asks the operating system for a port number and is granted port number 52,014.Now the process sends its ID(4,978)and the port number to the control-block module to create an entry in the table.The module takes the first FREE entry and inser

20、ts the information received.The module does not allocate a queue at this moment because no user datagrams have arrived for this destination(see Table 11.3).exampleexample 3 3See Next SlideChapter11Table 11.3 Table 11.3 Control-block table after Example 3Control-block table after Example 3Chapter11A

21、user datagram now arrives for port 52,011.The input module checks the table and finds that no queue has been allocated for this destination since this is the first time a user datagram has arrived for this destination.The module creates a queue and gives it a number(43).See Table 11.4.exampleexample

22、 4 4See Next SlideChapter11Table 11.4 Table 11.4 Control-block after Example 4Control-block after Example 4Chapter11After a few seconds,a user datagram arrives for port 52,222.The input module checks the table and cannot find an entry for this destination.The user datagram is dropped and a request is made to ICMP to send an“unreachable port”message to the source.exampleexample 5 5Chapter11HomeworkChapter 11.9.13，5，6，7，16能够理解并复习课堂上老师所给出的课堂实验UDP源码示例的时序图(该道题无需提交纸质作业)使用Ethereal抓包工具，对照UDP报文格式逐项分析每一个字段的含义。(该道题无需提交纸质作业)Chapter11