UDP 报文与检验和

本课目标

能从UDP/TCP报文和双向时间线推出端口分用、序号确认、连接状态、可发送窗口与拥塞阶段，并用代码复核字节级结果。

核心机制

UDP无连接、尽力而为、保留应用报文边界，首部固定8字节，字段为源端口、目的端口、长度和检验和。长度含首部与数据。检验和对伪首部、UDP首部和数据做16位反码和，奇数字节补0参与计算；IPv4中UDP检验和可选，IPv6中通常必需。

报文与时序推演

数据20字节时UDP长度28。16位字0x1234和0x5678求和0x68ac，反码检验和0x9753；接收端把所有字含检验和相加应得全1。

统一表格记录“方向、标志、seq、数据长度、ack、rwnd、cwnd、在途字节、定时器和连接状态”。两个方向序号空间独立；收到报文后先校验和与序号，再决定交付、累计确认和窗口变化。所有ACK都解释成期望下一个字节。

可运行模型

words=[0x1234,0x5678];s=sum(words);s=(s&0xffff)+(s>>16);checksum=(~s)&0xffff;print(8+20,hex(checksum),hex((s+checksum)&0xffff))

先手算再运行。修改负载长度、初始序号、窗口、丢包事件或阈值，重画报文和状态。

边界与错因

UDP无连接但保留报文边界；TCP是字节流且SYN/FIN占序号。累计ACK不等于选择确认；rwnd是接收能力，cwnd是网络拥塞估计，实际发送受二者最小值约束。TIME_WAIT属于主动关闭一侧的典型状态，不能因应用close就认为所有状态立即消失。

迁移练习

将第三次握手ACK丢失、数据中间一段丢失、接收窗口归零、超时与三次重复ACK分别加入原时序，逐步更新定时器、重传范围、rwnd/cwnd和连接状态。

课内验收

完成下方两道在线题，并提交完整双向报文表。计算题保留字节序号与窗口单位；选择题指出错误项混淆了哪个方向、状态或控制目标。