2024年4月24日发(作者：)

实验四 用户数据报协议（UDP）

实验目的：

1.掌握UDP协议的报文格式；

2.掌握UDP协议校验和的计算方法；

3.理解UDP协议的优缺点；

4.理解协议栈对UDP协议的处理方法；

5.理解UDP上层接口应满足的条件。

实验步骤及结果：

练习一：编辑并发送UDP数据报

练习内容： 各主机打开协议分析器，进入相应的网络结构并验证网络拓扑的正确性，如果

通过拓扑验证，关闭协议分析器继续进行实验，如果没有通过拓扑验证，请检查网络连接。

1. 主机E打开协议编辑器，编辑发送给主机F的UDP数据报。

MAC层：

目的MAC地址：接收方MAC地址

源MAC地址：发送方MAC地址

协议类型或数据长度：0800，即IP协议

IP层：总长度：包括IP层、UDP层和数据长度

高层协议类型：17，即UDP协议

首部校验和：其它所有字段填充完毕后填充此字段

源IP地址：发送方IP地址

目的IP地址：接收方IP地址

UDP层：

源端口：1030

目的端口：大于1024的端口

有效负载长度：UDP层及其上层协议长度

其它字段默认，计算校验和。

●UDP在计算校验和时包括哪些内容？

答：包含伪首部（IP首部的一部分字段），UDP首部和UDP数据，该字段是可选的。如果

该字段为零就说明不进行校验。

2. 在主机F上启动协议分析器捕获数据，并设置过滤条件（提取UDP协议）。

3. 主机E发送已编辑好的数据报。

4. 主机F停止捕获数据，在捕获到的数据中查找主机E所发送的数据报。

思考问题：

1. 为什么UDP协议的“校验和”要包含伪首部？

答：伪首部是IP首部的一部分，其中有些字段要填入0。用户数据报封装在IP数据包中。

若校验和不包括伪首部，用户数据报也可能是安全的和正确的。但是，若IP首部受到损伤，

则它可能被交付到错误的主机。伪首部中包含高层协议类型字段是为了确保这个数据包是

属于UDP而不 是属于TCP的。使用UDP的进程和使用TCP的进程可以使用同一个端口号。

UDP的高层协议类型字段是17。若在传输过程中这个值改变了，在接收端计算校验和时就

可检测出来，UDP就可丢弃这个数据包。这样就不会交付给错误的协议。

2. 比较UDP和IP的不可靠程度？

答：二者都是不可靠的。IP协议负责主机到主机的通信。作为一个网络层协议，IP协议只

能把报文交付给目的主机。这是一种不完整的交付，因为这个报文还没有送交到正确的进

程。像UDP这样的传输层协议负责进程到进程的通信。UDP协议负责把报文交付到正确的

进程。

实验截图：

练习二：UDP单播通信

练习内容：

1. 主机B、C、D、E、F上启动“实验平台工具栏中的UDP工具”，作为服务器端，监听端口

设置为2483，“创建”成功。

2.主机C、E上启动协议分析器开始捕获数据，并设置过滤条件（提取UDP协议）。

3.主机A上启动“实验平台工具栏中的UDP工具”，作为客户端，以主机C的IP为目的IP地

址，以2483为端口，填写数据并发送。

4. 察看主机B、C、D、E、F上的“UDP工具”接收的信息。

●哪台主机上的“UDP工具”能够接收到主机A发送的UDP报文？

答：C能收到主机A发送的UDP报文

5.察看主机C协议分析器上的UDP报文，并回答以下问题：

●UDP是基于连接的协议吗？阐述此特性的优缺点。

答：UDP不是基于连接的协议，是无连接的协议。优点：传输效率高，无需编码。无需创建

以及断开连接。当某个程序 的目标是尽快地传送尽可能多的信息（其中任意给定数据

的重要性相对较低）时，可使用UDP协议。缺点：安全性低，它不能保证数据包以正确

的顺序被接收，也不能保证 数据会准确无误到达目的地。

●UDP报文交互中含有确认报文吗？阐述此特性的优缺点。

答：UDP报文交互中不含有确认报文。提高了传输效率，但是在传输过程中可能有丢失，重

复，乱序等现象。

1. 主机A上使用协议编辑器向主机E发送UDP报文，其中：

目的MAC地址：E的MAC地址

目的IP地址：主机E的IP地址

目的端口：2483

校验和：0

发送此报文，并回答以下问题：

●主机E上的UDP通信程序是否接收到此数据包？UDP是否可以使用0作为校 验和进行

通信？

答：能收到。UDP可以使用0作为校验和进行通信。

6.主机B、C、D、E、F关闭服务端，主机A关闭客户端。

结果截图：

思考问题：

1. 思考UDP的差错处理能力。

答：UDP 使用端口来完成这种通信。另一种责任就是在传输层提供控制机制。UDP 在一个

非常低的水平上完成这个功能。UDP 没有流量控制机制，在收到分组时也没有确认。但是，

UDP 提供了某种程度的差错控制。如果UDP 检测出在收到的分组中有差错，即当校验和为

0时，它就悄悄地丢弃这个分组，使报文不能发送成功，而当校验和计算正确时，报文就可

以成功发送。

练习三：UDP广播协议

练习内容：

1.主机B、C、D、E、F上启动“实验平台工具栏中的UDP工具”，作为服务器 端，监听端口

设为2483。

2.主机B、C、D、E、F启动协议分析器捕获数据，并设置过滤条件（提取UDP 协议）。

3. 主机A上启动“实验平台工具栏中的UDP工具”，作为客户端，以 255.255.255.255为目的

地址，以2483为端口，填写数据并发送。

4.察看主机B、C、D、E、F上的“UDP工具”接收的信息。

●哪台主机能够接收到主机A发送的UDP报文？

答:BCDEF能够收到。

5.察看协议分析器上捕获的UDP报文，并回答以下问题：

● 主机A发送的报文的目的MAC地址和目的IP地址的含义是什么？

答：FFFFFF-FFFFFF 为广播MAC地址，255.255.255.255为广播IP地址；以其作为地址是

数据广播到网络上的所有主机。

结果截图：

思考问题：

1.如果将目的MAC地址换成某一个主机的MAC地址，是否所有主机还会收到这种报文？

答：不会，不在一个共享模块的主机接收不到。

2，如果将目的MAC地址设成广播地址，目的IP设成某一主机的IP地址，结果 怎样？

答：所有主机都能够接收到

,3.在可靠性不是最重要的情况下，UDP可能是一个好的传输协议。试给出这种特定情况的

一些示例。

答：网络视频的播放

协议本身是否能确保数据报的发送和接收顺序？

答：不能