Транспортный уровень. Пользовательский протокол дейтаграмм

Краткие итоги

• UDP — очень простой, но недостоверный транспортный протокол. Он не имеет управления потоком и, следовательно, механизма отслеживания ошибок. Приемник может перегрузиться входящими сообщениями.
• Вместо механизма контроля ошибок, в UDP предлагается контрольная сумма. Это означает, что передатчик не узнает, если сообщение будет потеряно или дублировано. Когда приемник обнаруживает ошибку с помощью контрольной суммы, он удаляет пользовательскую диаграмму без внешних сообщений.
• Отсутствие управления потоком и контроля ошибок означает, что процесс, используемый UDP, должен обеспечивать эти механизмы.
• Ниже перечислены несколько случаев использования UDP-протокола:

  UDP может быть применен для процесса, который требует простой связи "запрос – ответ" — мало заинтересован в управлении потоком и контроле ошибок. Он обычно не используется для процесса, которому необходимо посылать большое количество данных, такого как FTP.

  UDP может быть использован для процессов с внутренним механизмом управления потоком и контролем ошибок. Например, тривиальный протокол передачи файлов (Trivial File Transfer Protocol — TFTP) включает в себя механизмы управления потоком и контроля ошибок, поэтому он может просто использовать UDP.
• UDP может применяться как транспортный протокол для многоадресного и широковещательного распространения. Многоадресные и широковещательные возможности вставлены в программное обеспечение UDP, но их нет в программном обеспечении TCP.
• UDP используется для процессов административного управления, таких как SNMP
• UDP применяется для нескольких протоколов обновления маршрута, таких как протокол информации маршрутизации (Routing Information Protocol – RIP).

Задачи и упражнения

1. В случаях, когда надежность не является первоочередной задачей, UDP как транспортный протокол может быть улучшен. Приведите примеры таких особых случаев.
2. Протоколы UDP и IP — не надежные в равной степени? Обоснуйте ответ "да" или "нет".
3. Должен ли быть адрес порта уникален? Обоснуйте ответ "да" или "нет". Почему адрес порта короче адреса IP?
4. Как понимать термин "кратковременный" при описании номера порта? Какова концепция применения кратковременного порта?
5. Вычислите контрольную сумму для следующих десятичных номеров. Приведите результат в десятичном виде. Используйте 16-битовый формат.

   11000111 11100001

   10000111 10001001

   11100101 10100011

   11111111 11100111
6. Вычислите контрольную сумму для следующих номеров. Приведите результат в шестнадцатеричном виде. Используйте 16-битовый формат.

   23 145 78 23 114
7. Вычислите контрольную сумму для следующих номеров. Приведите результат в шестнадцатеричном виде. Используйте 16-битовый формат.

   3478 A233 1234 8979
8. Каков максимальный размер UDP-дейтаграммы?
9. Каков минимальный размер данных процесса, которые могут быть инкапсулированы в UDP-дейтаграмму?
10. Клиент передает пакет 68 000 байт. Покажите, как может быть передан этот пакет при использовании только одной дейтаграммы UDP.
11. Клиент использует UDP для того, чтобы передать данные серверу. Данные имеют объем 16 байт. Вычислите эффективность этой передачи на UDP-уровне (отношение полезных байт к общему числу передаваемых).
12. Повторите предыдущее упражнение, вычислив эффективность передачи на IP- уровне, в предположении, что в заголовке IP отсутствуют опции.
13. Дан заголовок UDP в шестнадцатеричном формате:

    06 32 00 0D 00 1C E2 17.

    • а) Какой исходный номер порта?
    • б) Какой номер порта назначения?
    • в) Какова общая длина пользовательской дейтаграммы?
    • г) Какова длина данных? Пакет направлен к клиенту или в обратном направлении? Какой процесс клиента?

Дополнительный материал для прохождения тестирования к лекции, Вы можете скачать здесь.