實(shí)驗(yàn)六 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP.doc

實(shí)驗(yàn)六 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1掌握使用WIRESHARK工具對(duì)UDP協(xié)議進(jìn)行抓包分析的方法。 2掌握UDP協(xié)議的報(bào)文格式。 3掌握UDP協(xié)議校驗(yàn)和的計(jì)算方法。 4理解UDP協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)。 5通過(guò)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步了解UDP協(xié)議。實(shí)驗(yàn)環(huán)境1安裝Windows2000/2003Server/XP操作系統(tǒng)的PC計(jì)算機(jī)一臺(tái)。2每臺(tái)PC具有一塊以太網(wǎng)卡，通過(guò)雙絞線與局域網(wǎng)相連。3每臺(tái)PC運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析軟件WIRESHARK。實(shí)驗(yàn)原理用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(User Datagram Protocol，UDP)主要用來(lái)支持那些需要在計(jì)算機(jī)之間傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。包括網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)在內(nèi)的眾多的客戶/服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都需要使用UDP。UDP從問(wèn)世至今已經(jīng)被使用了很多年，雖然其最初的光彩已經(jīng)被一些類似協(xié)議所掩蓋，但仍然不失為一項(xiàng)非常實(shí)用和可行的網(wǎng)絡(luò)傳輸層協(xié)議。與我們所熟悉的TCP一樣，UDP協(xié)議直接位于IP的頂層。根據(jù)OSI(開放系統(tǒng)互聯(lián))參考模型，UDP和TCP都屬于傳輸層協(xié)議。UDP的主要作用是將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量壓縮成數(shù)據(jù)報(bào)的形式。一個(gè)典型的數(shù)據(jù)報(bào)就是一個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)的傳輸單位。每一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的前8個(gè)字節(jié)用來(lái)包含包頭信息，剩余的字節(jié)則用來(lái)包含具體的傳輸數(shù)據(jù)。UDP報(bào)頭由4個(gè)部分組成：源端口號(hào)、目標(biāo)端口號(hào)、數(shù)據(jù)報(bào)長(zhǎng)度和校驗(yàn)值，其中每個(gè)域各占用兩個(gè)字節(jié)。UDP使用端口號(hào)為不同的應(yīng)用保留其各自的數(shù)據(jù)傳輸通道。UDP和TCP正是采用這一機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)同一時(shí)刻內(nèi)多項(xiàng)應(yīng)用同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的支持。數(shù)據(jù)發(fā)送一方(可以是客戶端或服務(wù)器端)將UDP數(shù)據(jù)報(bào)通過(guò)源端口發(fā)送出去，而數(shù)據(jù)接收一方則通過(guò)目標(biāo)端口接收數(shù)據(jù)。有的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用只能使用預(yù)先為其預(yù)留或注冊(cè)的靜態(tài)端口；而另外一些網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用則可以使用未被注冊(cè)的動(dòng)態(tài)端口。因?yàn)閁DP報(bào)頭使用兩個(gè)字節(jié)存放端口號(hào)，所以端口號(hào)的有效范圍是從065535。一般來(lái)說(shuō)，大于49151的端口號(hào)都代表動(dòng)態(tài)端口。數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度是指包括報(bào)頭和數(shù)據(jù)部分在內(nèi)的總的字節(jié)數(shù)。因?yàn)閳?bào)頭的長(zhǎng)度是固定的，所以該域主要被用來(lái)計(jì)算可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)部分(又稱為數(shù)據(jù)負(fù)載)。數(shù)據(jù)報(bào)的最大長(zhǎng)度根據(jù)操作環(huán)境的不同而各異。從理論上說(shuō)，包含報(bào)頭在內(nèi)的數(shù)據(jù)報(bào)的最大長(zhǎng)度為65535字節(jié)。不過(guò)，一些實(shí)際應(yīng)用往往會(huì)限制數(shù)據(jù)報(bào)的大小，有時(shí)會(huì)降低到8192字節(jié)。UDP使用報(bào)頭中的校驗(yàn)值來(lái)保證數(shù)據(jù)的安全。校驗(yàn)值首先在數(shù)據(jù)發(fā)送方通過(guò)特殊的算法計(jì)算得出，在傳遞到接收方之后，還需要再重新計(jì)算。如果某個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)在傳輸過(guò)程中被第三方篡改或者由于線路噪音等原因受到損壞，發(fā)送和接收方的校驗(yàn)計(jì)算值將不會(huì)相等，由此UDP可以檢測(cè)是否出錯(cuò)。這與TCP是不同的，后者要求必須具有校驗(yàn)值。每個(gè)UDP報(bào)文稱為一個(gè)用戶數(shù)據(jù)報(bào)（User Datagram）。用戶數(shù)據(jù)報(bào)分為兩個(gè)部分：UDP首部和UDP數(shù)據(jù)區(qū)。 源端口 目的端口 報(bào)文長(zhǎng)度 校驗(yàn)和 數(shù)據(jù) 圖5-1 UDP報(bào)文格式實(shí)驗(yàn)步驟1、抓取本機(jī)和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通訊使用的UDP數(shù)據(jù)報(bào)在本機(jī)上安裝并運(yùn)行騰訊QQ即時(shí)聊天工具(騰訊QQ即時(shí)聊天軟件采用UDP的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸)，QQ登陸以后，啟動(dòng)WIRESHARK協(xié)議分析工具，并選擇“Capture”“Start”，開始數(shù)據(jù)包的抓取。然后使用QQ軟件和好友進(jìn)行聊天對(duì)話，等待一段時(shí)間后停止WIRESHARK的抓包工作。停止抓包后在WIRESHARK窗口中除了希望的UDP數(shù)據(jù)包外，還會(huì)有其他一些數(shù)據(jù)包，所以需要在WIRESHARK中的“Filter”域中輸入關(guān)鍵字“UDP”，然后點(diǎn)擊“Apply”按鈕，將非UDP數(shù)據(jù)包過(guò)濾掉。如圖5-1所示。圖5-1 WIRESHARK捕獲的UDP協(xié)議數(shù)據(jù)包2、UDP協(xié)議分析分析查看這些UDP協(xié)議數(shù)據(jù)包，回答以下問(wèn)題：(1)這些UDP數(shù)據(jù)包的包頭分為多少個(gè)部分？每個(gè)部分代表什么含義？(2)這些UDP數(shù)據(jù)包的源地址、目的地址分別是多少？通訊使用的源端口和目的端口號(hào)又分別是多少？(3)觀察這些發(fā)送的UDP數(shù)據(jù)包，有沒(méi)有得到來(lái)自對(duì)方的回復(fù)？為什么？3、UDP校驗(yàn)和的計(jì)算圖5-2 UDP校驗(yàn)和的計(jì)算根據(jù)圖5-