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什么是UDP協(xié)議?可以用于哪些?

在選擇使用協(xié)議的時候,選擇UDP必須要謹慎。在網(wǎng)絡質量令人十分不滿意的環(huán)境下,UDP協(xié)議數(shù)據(jù)包丟失會比較嚴重。但是由于UDP的特性:它不屬于連接型協(xié)議,因而具有資源消耗小,處理速度快的優(yōu)點,所以通常音頻、視頻和普通數(shù)據(jù)在傳送時使用UDP較多,因為它們即使偶爾丟失一兩個數(shù)據(jù)包,也不會對接收結果產生太大影響。比如我們聊天用的ICQ和QQ就是使用的UDP協(xié)議。

TCP/IP整體構架概述

TCP/IP協(xié)議并不完全符合OSI的七層參考模型。傳統(tǒng)的開放式系統(tǒng)互連參考模型,是一種通信協(xié)議的7層抽象的參考模型,其中每一層執(zhí)行某一特定任務。該模型的目的是使各種硬件在相同的層次上相互通信。這7層是:物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)路層、傳輸層、話路層、表示層和應用層。而TCP/IP通訊協(xié)議采用了4層的層級結構,每一層都呼叫它的下一層所提供的網(wǎng)絡來完成自己的需求。這4層分別為:

應用層:應用程序間溝通的層,如簡單電子郵件傳輸(SMTP)、文件傳輸協(xié)議(FTP)、網(wǎng)絡遠程訪問協(xié)議(Telnet)等。

傳輸層:在此層中,它提供了節(jié)點間的數(shù)據(jù)傳送服務,如傳輸控制協(xié)議(TCP)、用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)等,TCP和UDP給數(shù)據(jù)包加入傳輸數(shù)據(jù)并把它傳輸?shù)较乱粚又校@一層負責傳送數(shù)據(jù),并且確定數(shù)據(jù)已被送達并接收。

互連網(wǎng)絡層:負責提供基本的數(shù)據(jù)封包傳送功能,讓每一塊數(shù)據(jù)包都能夠到達目的主機(但不檢查是否被正確接收),如網(wǎng)際協(xié)議(IP)。

網(wǎng)絡接口層:對實際的網(wǎng)絡媒體的管理,定義如何使用實際網(wǎng)絡(如Ethernet、Serial Line等)來傳送數(shù)據(jù)。

TCP/IP中的協(xié)議

以下簡單介紹TCP/IP中的協(xié)議都具備什么樣的功能,都是如何工作的:

1. IP

網(wǎng)際協(xié)議IP是TCP/IP的心臟,也是網(wǎng)絡層中最重要的協(xié)議。

IP層接收由更低層(網(wǎng)絡接口層例如以太網(wǎng)設備驅動程序)發(fā)來的數(shù)據(jù)包,并把該數(shù)據(jù)包發(fā)送到更高層---TCP或UDP層;相反,IP層也把從TCP或UDP層接收來的數(shù)據(jù)包傳送到更低層。IP數(shù)據(jù)包是不可靠的,因為IP并沒有做任何事情來確認數(shù)據(jù)包是按順序發(fā)送的或者沒有被破壞。IP數(shù)據(jù)包中含有發(fā)送它的主機的地址(源地址)和接收它的主機的地址(目的地址)。

高層的TCP和UDP服務在接收數(shù)據(jù)包時,通常假設包中的源地址是有效的。也可以這樣說,IP地址形成了許多服務的認證基礎,這些服務相信數(shù)據(jù)包是從一個有效的主機發(fā)送來的。IP確認包含一個選項,叫作IP source routing,可以用來指定一條源地址和目的地址之間的直接路徑。對于一些TCP和UDP的服務來說,使用了該選項的IP包好象是從路徑上的最后一個系統(tǒng)傳遞過來的,而不是來自于它的真實地點。這個選項是為了測試而存在的,說明了它可以被用來欺騙系統(tǒng)來進行平常是被禁止的連接。那么,許多依靠IP源地址做確認的服務將產生問題并且會被非法入侵。

2. TCP

如果IP數(shù)據(jù)包中有已經(jīng)封好的TCP數(shù)據(jù)包,那么IP將把它們向‘上’傳送到TCP層。TCP將包排序并進行錯誤檢查,同時實現(xiàn)虛電路間的連接。TCP數(shù)據(jù)包中包括序號和確認,所以未按照順序收到的包可以被排序,而損壞的包可以被重傳。

TCP將它的信息送到更高層的應用程序,例如Telnet的服務程序和客戶程序。應用程序輪流將信息送回TCP層,TCP層便將它們向下傳送到IP層,設備驅動程序和物理介質,最后到接收方。

面向連接的服務(例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP)需要高度的可靠性,所以它們使用了TCP。DNS在某些情況下使用TCP(發(fā)送和接收域名數(shù)據(jù)庫),但使用UDP傳送有關單個主機的信息。

3.UDP

UDP與TCP位于同一層,但對于數(shù)據(jù)包的順序錯誤或重發(fā)。因此,UDP不被應用于那些使用虛電路的面向連接的服務,UDP主要用于那些面向查詢---應答的服務,例如NFS。相對于FTP或Telnet,這些服務需要交換的信息量較小。使用UDP的服務包括NTP(網(wǎng)落時間協(xié)議)和DNS(DNS也使用TCP)。

欺騙UDP包比欺騙TCP包更容易,因為UDP沒有建立初始化連接(也可以稱為握手)(因為在兩個系統(tǒng)間沒有虛電路),也就是說,與UDP相關的服務面臨著更大的危險。

4.ICMP

ICMP與IP位于同一層,它被用來傳送IP的的控制信息。它主要是用來提供有關通向目的地址的路徑信息。ICMP的‘Redirect’信息通知主機通向其他系統(tǒng)的更準確的路徑,而‘Unreachable’信息則指出路徑有問題。另外,如果路徑不可用了,ICMP可以使TCP連接‘體面地’終止。PING是最常用的基于ICMP的服務。

5. TCP和UDP的端口結構

TCP和UDP服務通常有一個客戶/服務器的關系,例如,一個Telnet服務進程開始在系統(tǒng)上處于空閑狀態(tài),等待著連接。用戶使用Telnet客戶程序與服務進程建立一個連接??蛻舫绦蛳蚍者M程寫入信息,服務進程讀出信息并發(fā)出響應,客戶程序讀出響應并向用戶報告。因而,這個連接是雙工的,可以用來進行讀寫。

兩個系統(tǒng)間的多重Telnet連接是如何相互確認并協(xié)調一致呢?TCP或UDP連接唯一地使用每個信息中的如下四項進行確認:

源IP地址 發(fā)送包的IP地址。

目的IP地址 接收包的IP地址。

源端口 源系統(tǒng)上的連接的端口。

目的端口 目的系統(tǒng)上的連接的端口。

端口是一個軟件結構,被客戶程序或服務進程用來發(fā)送和接收信息。一個端口對應一個16比特的數(shù)。服務進程通常使用一個固定的端口,例如,SMTP使用25、Xwindows使用6000。這些端口號是‘廣為人知’的,因為在建立與特定的主機或服務的連接時,需要這些地址和目的地址進行通訊

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