Protocolul de datagramă utilizator (UDP) este un protocol de nivel de transport. UDP face parte din suita Internet Protocol, denumită suită UDP/IP. Spre deosebire de TCP, este un protocol nesigur și fără conexiune. Deci, nu este nevoie să stabiliți o conexiune înainte de transferul de date. UDP ajută la stabilirea de conexiuni cu latență scăzută și toleranță la pierderi prin rețea. UDP permite comunicarea de la proces la proces.
Ce este User Datagram Protocol?
Deși Transmission Control Protocol (TCP) este protocolul dominant al stratului de transport utilizat cu majoritatea serviciilor de Internet; oferă livrare asigurată, fiabilitate și multe altele, dar toate aceste servicii ne costă cheltuieli suplimentare și latență. Aici, UDP intră în imagine. Pentru servicii în timp real, cum ar fi jocuri pe computer, comunicații vocale sau video și conferințe live; avem nevoie de UDP. Deoarece este nevoie de performanță ridicată, UDP permite eliminarea pachetelor în loc să proceseze pachetele întârziate. Nu există nicio verificare a erorilor în UDP, deci economisește și lățime de bandă.
Antet UDP
Antetul UDP este un 8 octeți antet fix și simplu, în timp ce pentru TCP poate varia de la 20 de octeți la 60 de octeți. Primii 8 octeți conțin toate informațiile de antet necesare, iar partea rămasă este formată din date. Câmpurile pentru numărul de port UDP au fiecare 16 biți, prin urmare intervalul pentru numerele de port este definit de la 0 la 65535; numărul portului 0 este rezervat. Numerele de port ajută la distingerea diferitelor solicitări sau procese ale utilizatorilor.
Antet UDP
- Port sursă: Portul sursă este un câmp lung de 2 octeți utilizat pentru a identifica numărul portului sursei.
- Portul de destinație: Este un câmp lung de 2 octeți, folosit pentru a identifica portul pachetului destinat.
- Lungime: Lungimea este lungimea UDP, inclusiv antetul și datele. Este un câmp de 16 biți.
- Sumă de control: Suma de control are un câmp lung de 2 octeți. Este complementul pe 16 biți a complementului unu al antetului UDP, pseudo-antetul de informații din antetul IP și datele, completate cu zero octeți la sfârșit (dacă este necesar) pentru a face un multiplu de doi. octeți.
Note – Spre deosebire de TCP, calculul Sumei de control nu este obligatoriu în UDP. UDP nu asigură controlul erorilor sau controlul fluxului. Prin urmare, UDP depinde de IP și ICMP pentru raportarea erorilor. De asemenea, UDP oferă numere de port, astfel încât să poată diferenția între cererile utilizatorilor.
Aplicații ale UDP
- Folosit pentru comunicare simplă cerere-răspuns atunci când dimensiunea datelor este mai mică și, prin urmare, există o preocupare mai mică cu privire la fluxul și controlul erorilor.
- Este un protocol potrivit pentru multicasting, deoarece UDP acceptă comutarea de pachete.
- UDP este utilizat pentru unele protocoale de actualizare de rutare, cum ar fi RIP (Routing Information Protocol).
- Utilizat în mod normal pentru aplicații în timp real care nu pot tolera întârzieri inegale între secțiunile unui mesaj primit.
- UDP este utilizat pe scară largă în jocurile online, unde latența scăzută și comunicarea de mare viteză sunt esențiale pentru o experiență bună de joc. Serverele de jocuri trimit adesea pachete mici și frecvente de date către clienți, iar UDP este foarte potrivit pentru acest tip de comunicare, deoarece este rapid și ușor.
- Aplicațiile media de streaming, cum ar fi IPTV, radioul online și conferințele video, utilizează UDP pentru a transmite date audio și video în timp real. Pierderea unor pachete poate fi tolerată în aceste aplicații, deoarece datele circulă continuu și nu necesită retransmitere.
- Serviciile VoIP (Voice over Internet Protocol), cum ar fi Skype și WhatsApp, utilizează UDP pentru comunicarea vocală în timp real. Întârzierea în comunicarea vocală poate fi vizibilă dacă pachetele sunt întârziate din cauza controlului congestiei, astfel încât UDP este utilizat pentru a asigura o transmisie rapidă și eficientă a datelor.
- DNS (Domain Name System) folosește, de asemenea, UDP pentru mesajele sale de interogare/răspuns. Interogările DNS sunt de obicei mici și necesită un timp de răspuns rapid, ceea ce face din UDP un protocol potrivit pentru această aplicație.
- DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) folosește UDP pentru a atribui dinamic adrese IP dispozitivelor dintr-o rețea. Mesajele DHCP sunt de obicei mici, iar întârzierea cauzată de pierderea sau retransmiterea pachetelor nu este, în general, critică pentru această aplicație.
- Următoarele implementări utilizează UDP ca protocol de nivel de transport:
- NTP (Network Time Protocol)
- DNS (Serviciul de nume de domeniu)
- BOOTP, DHCP.
- NNP (Network News Protocol)
- Protocolul citat al zilei
- TFTP, RTSP, RIP.
- Stratul de aplicație poate face unele dintre sarcini prin UDP-
- Traseu traseu
- Înregistrați traseul
- Timestamp-ul
- UDP preia o datagramă din Network Layer, îi atașează antetul și o trimite utilizatorului. Deci, funcționează rapid.
- De fapt, UDP este un protocol nul dacă eliminați câmpul sumă de control.
- Reduceți necesarul de resurse informatice.
- Când utilizați Multicast sau Broadcast pentru a transfera.
- Transmiterea pachetelor în timp real, în principal în aplicații multimedia.
Avantajele UDP
- Viteză: UDP este mai rapid decât TCP, deoarece nu are suprasarcina de a stabili o conexiune și de a asigura livrarea fiabilă a datelor.
- Latență mai mică: Deoarece nu există o conexiune, există o latență mai mică și un timp de răspuns mai rapid.
- Simplitate: UDP are un design de protocol mai simplu decât TCP, ceea ce îl face mai ușor de implementat și gestionat.
- Suport pentru difuzare: UDP acceptă difuzarea către mai mulți destinatari, ceea ce îl face util pentru aplicații precum streaming video și jocuri online.
- Dimensiune mai mică a pachetului: UDP utilizează pachete de dimensiuni mai mici decât TCP, care poate reduce congestionarea rețelei și poate îmbunătăți performanța generală a rețelei.
- User Datagram Protocol (UDP) este mai eficient atât în ceea ce privește latența, cât și lățimea de bandă.
Dezavantajele UDP
- Fără fiabilitate: UDP nu garantează livrarea pachetelor sau ordinea de livrare, ceea ce poate duce la lipsa sau duplicarea datelor.
- Fără control a congestionării: UDP nu are controlul congestiei, ceea ce înseamnă că poate trimite pachete la o rată care poate provoca congestie în rețea.
- Fără control al debitului: UDP nu are controlul fluxului, ceea ce înseamnă că poate copleși receptorul cu pachete pe care nu le poate gestiona.
- Vulnerabil la atacuri: UDP este vulnerabil la atacurile de refuzare a serviciului, în care un atacator poate inunda o rețea cu pachete UDP, copleșind rețeaua și provocând blocarea acesteia.
- Cazuri de utilizare limitate: UDP nu este potrivit pentru aplicațiile care necesită livrare fiabilă a datelor, cum ar fi transferurile de e-mail sau fișiere, și este mai potrivit pentru aplicațiile care pot tolera anumite pierderi de date, cum ar fi streaming video sau jocuri online.
Pseudo antet UDP
- Scopul utilizării unui pseudo-antet este de a verifica dacă pachetul UDP a ajuns la destinația corectă
- Destinația corectă constă dintr-o anumită mașină și un anumit număr de port de protocol în cadrul acelei mașini
Pseudo antet UDP
Detalii antet Pseudo UDP
- Antetul UDP în sine specifică doar numărul de port al protocolului. Astfel, pentru a verifica destinația UDP pe mașina expeditoare, calculează o sumă de control care acoperă adresa IP de destinație, precum și pachetul UDP.
- La destinația finală, software-ul UDP verifică suma de control utilizând adresa IP de destinație obținută din antetul pachetului IP care a transportat mesajul UDP.
- Dacă suma de control este de acord, atunci trebuie să fie adevărat că pachetul a ajuns la gazda destinație dorită, precum și la portul de protocol corect din acea gazdă.
Interfața cu utilizatorul
O interfață cu utilizatorul ar trebui să permită crearea de noi porturi de primire, operațiuni de primire pe porturile de primire care returnează octeții de date și o indicație a portului sursă și a adresei sursei și o operație care permite trimiterea unei datagrame, specificând datele, sursa și porturile de destinație și adresa de trimis.
Interfață IP
- Modulul UDP trebuie să poată determina adresa de internet sursă și destinație și câmpul de protocol din antetul internetului
- O posibilă interfață UDP/IP ar returna întreaga datagrama internet, inclusiv întregul antet internet, ca răspuns la o operație de primire
- O astfel de interfață ar permite, de asemenea, UDP-ului să transmită o datagramă completă de internet completă cu antet către IP-ul de trimis. IP-ul ar verifica anumite câmpuri pentru consecvență și ar calcula suma de verificare a antetului internetului.
- Interfața IP permite modulului UDP să interacționeze cu stratul de rețea al stivei de protocoale, care este responsabil pentru rutarea și livrarea datelor în rețea.
- Interfața IP oferă un mecanism pentru modulul UDP pentru a comunica cu alte gazde din rețea, oferind acces la protocolul IP de bază.
- Interfața IP poate fi folosită de modulul UDP pentru a trimite și primi pachete de date prin rețea, cu ajutorul mecanismelor de rutare și adresare IP.
- Interfața IP oferă un nivel de abstractizare care permite modulului UDP să interacționeze cu stratul de rețea fără a fi nevoit să se ocupe direct de complexitatea rutării și adresei IP.
- Interfața IP gestionează, de asemenea, fragmentarea și reasamblarea pachetelor IP, ceea ce este important pentru transmisiile mari de date care pot depăși dimensiunea maximă a pachetului permisă de rețea.
- Interfața IP poate oferi, de asemenea, servicii suplimentare, cum ar fi suport pentru parametrii Quality of Service (QoS) și mecanisme de securitate, cum ar fi IPsec.
- Interfața IP este o componentă critică a Internet Protocol Suite, deoarece permite comunicarea între gazde pe internet și permite transmiterea fără întreruperi a pachetelor de date în rețea.
GATE Întrebări pentru practică
- GATE CS 2013, Întrebarea 12
- GATE CS 2012, Întrebarea 65
- GATE CS 2007, Întrebarea 20
- GATE CS 2005, Întrebarea 23
- GATE IT 2008, Întrebarea 66
- GATE Mock 2015, Întrebarea 5
Întrebări frecvente despre UDP – Întrebări frecvente
1. Numiți protocoalele care utilizează UDP?
Protocolul care utilizează modelul UDP sunt:
2. Care este mai rapid: TCP sau UDP?
UDP este mai rapid decât TCP.