网络-UDP协议详解（代码、实战）

- 日理万妓 2022-12-26 04:58 98阅读 0赞

**目录**

简介

特点

报文格式

UDP校验

伪首部

发送端校验

接收端校验

实战

参考

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# 简介 #

UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议），一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务，**UDP在IP报文的协议号是17**。常用的UDP端口号有：53（DNS）、69（TFTP）、161（SNMP），使用UDP协议包括：TFTP、SNMP、NFS、DNS、BOOTP、CoAP、DTLS。

## 特点 ##

*  UDP是**无连接**的，减少开销和发送数据之前的时延
 *  UDP使用最大努力交付，即**不保证可靠**交付
 *  UDP是**面向报文的**，适合一次性传输少量数据的网络应用
 *  UDP**无拥塞控制**，适合很多**实时**应用
 *  首部开销小，仅8个字节（TCP首部为20个字节）

# 报文格式 #

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xhZHlfa2lsbGVyOQ_size_16_color_FFFFFF_t_70][] 报文位置

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xhZHlfa2lsbGVyOQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][] 报文格式

*  源端口号：在需要对方回信时选用，**不需要**时可用**全0**。
 *  目的端口号：这在终点交付报文时**必须使用**。
 *  长度：UDP用户数据报的总长度（首部+数据），其**最小值是8**(仅有首部)。
 *  检验和：检测UDP用户数据报在传输中是否有错，**有错就丢弃**。

如果接收方发现收到的报文中的目的端口号不正确(即不存在对应于该端口号的应用进程)，就丢弃该报文，并由网际控制报文协议[ICMP][]发送“端口不可达”差错报文给发送方。我们在[ICMP][]的应用举例讨论 traceroute时，就是让发送的UDP用户数据报故意使用一个非法的UDP端口，结果[ICMP][]就返回“端口不可达”差错报文因而达到了测试的目的。

# UDP校验 #

## 伪首部 ##

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xhZHlfa2lsbGVyOQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][] UDP伪首部

*  源IP地址：4个字节
 *  目的IP地址：4个字节
 *  0：1个字节，即0x00
 *  17：1个字节，即0x11，封装UDP报文的IP数据包首部协议字段是17
 *  UDP长度：2个字节，UDP首部（8B）+数据部分长度，不包括伪首部

伪首部仅在计算校验和的时候才出现，**不向下传送也不向上递交。**

## **发送端校验** ##

1.  填上伪首部
2.  全0填充检验和字段
3.  全0填充数据部分(UDP数据报要看成许多4B的字串接起来)
4.  伪首部+首部+数据部分采用二进制反码求和
5.  把和求反码，填入校验和字段
6.  去掉伪首部，发送

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xhZHlfa2lsbGVyOQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][] 发送端计算校验和

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xhZHlfa2lsbGVyOQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][] 进位及回加

按列计算：9（1001），余1，进100；7+0=1（111），余1进11；7+1=8（1000），余0进100；...后续读者动手计算吧，记得多出去的进位回加到低位，如果不习惯一起算，可以两个加一次。16位的话按列计算16次左右，如果有二三十个相加的话，按列相加比较快速，使用16进制相加也会更快一点。

## 接收端校验 ##

1.填上伪首部  
2.伪首部+首部+数据部分采用二进制反码求和（校验和部分不是全0了，而是0110100100010010）  
3.结果全为1，则无差错，否则丢弃数据报/交给应用层附上出差错的警告。

计算过程和上面一样，只是校验和变了。

这样的检验和， 既检查了UDP用户数据报的源端口号和目的端口号以及UDP用户数据报的数据部分，又检查了IP数据报的源IP地址和目的地址。

# 实战 #

**UDP泛洪攻击（UDP Flood Attack）**，攻击者发送伪造源地址和端口不可达的UDP数据报，当受害系统接收到一个 UDP 数据报的时候，它会确定目的端口正在等待中的应用程序。当它发现该端口中并不存在正在等待的应用程序，它就会产生一个目的地址无法连接的**ICMP数据包**发送给该伪造的源地址。如果发送的足够多的，就会消耗受害系统的资源，造成攻击。和TCP是SYN攻击差不多，也是(D)DoS攻击的一种。

自己实现UDP客户端和服务器端可以查看文章：[python-网络编程之socket][python-_socket]

# 参考 #

《TCP/IP详解I》

《计算机网络（谢希仁）第七版》

[RFC 768][]

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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xhZHlfa2lsbGVyOQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221120/ce233ee71b15407d86f53161e82f9bfe.png
[ICMP]: https://blog.csdn.net/lady_killer9/article/details/110489098
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xhZHlfa2lsbGVyOQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20221120/f667cfd735cc4f15a1d6d5f26092ddc3.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xhZHlfa2lsbGVyOQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201203160419950.PNG?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xhZHlfa2lsbGVyOQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70
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[python-_socket]: https://blog.csdn.net/lady_killer9/article/details/107000864
[RFC 768]: https://datatracker.ietf.org/doc/rfc768/