Protocol de datagrama d'usuari (UDP) és un protocol de capa de transport. UDP és una part de la suite de protocols d'Internet, anomenada suite UDP/IP. A diferència de TCP, és un protocol poc fiable i sense connexió. Per tant, no cal establir una connexió abans de transferir dades. L'UDP ajuda a establir connexions de baixa latència i que toleren pèrdues a la xarxa. L'UDP permet la comunicació de procés a procés.
Què és User Datagram Protocol?
Tot i que el protocol de control de transmissió (TCP) és el protocol de capa de transport dominant utilitzat amb la majoria dels serveis d'Internet; ofereix un lliurament assegurat, fiabilitat i molt més, però tots aquests serveis ens costen despeses generals i latència addicionals. Aquí, UDP entra en escena. Per a serveis en temps real com ara jocs d'ordinador, comunicació de veu o vídeo i conferències en directe; necessitem UDP. Com que es necessita un alt rendiment, UDP permet que els paquets s'eliminin en lloc de processar paquets retardats. No hi ha cap verificació d'errors a UDP, de manera que també estalvia ample de banda.
Capçalera UDP
La capçalera UDP és una 8 bytes capçalera fixa i senzilla, mentre que per a TCP pot variar de 20 a 60 bytes. Els primers 8 bytes contenen tota la informació de capçalera necessària i la part restant consta de dades. Els camps dels números de port UDP tenen 16 bits de llarg, per tant, l'interval dels números de port es defineix de 0 a 65535; El número de port 0 està reservat. Els números de port ajuden a distingir diferents peticions o processos dels usuaris.
Capçalera UDP
- Port d'origen: Port d'origen és un camp de 2 bytes de llarg que s'utilitza per identificar el número de port de la font.
- Port de destinació: És un camp de 2 bytes de llargada, utilitzat per identificar el port del paquet destinat.
- Llargada: La longitud és la longitud d'UDP, incloent la capçalera i les dades. És un camp de 16 bits.
- Suma de comprovació: La suma de comprovació té un camp de 2 bytes. És el complement d'un de 16 bits del complement d'un suma de la capçalera UDP, la pseudo-capçalera d'informació de la capçalera IP i les dades, encoixinat amb zero octets al final (si cal) per fer un múltiple de dos. octets.
Notes - A diferència de TCP, el càlcul de Checksum no és obligatori en UDP. UDP no proporciona cap control d'errors ni control de flux. Per tant, UDP depèn de la IP i l'ICMP per informar d'errors. A més, UDP proporciona números de port perquè puguin diferenciar les sol·licituds dels usuaris.
Aplicacions de l'UDP
- S'utilitza per a una comunicació simple sol·licitud-resposta quan la mida de les dades és menor i, per tant, hi ha menys preocupació pel control del flux i dels errors.
- És un protocol adequat per a multidifusió, ja que UDP admet la commutació de paquets.
- UDP s'utilitza per a alguns protocols d'actualització d'encaminament com RIP (Protocol d'informació d'encaminament).
- S'utilitza normalment per a aplicacions en temps real que no poden tolerar retards desiguals entre seccions d'un missatge rebut.
- L'UDP s'utilitza àmpliament en els jocs en línia, on la baixa latència i la comunicació d'alta velocitat són essencials per a una bona experiència de joc. Els servidors de jocs solen enviar paquets de dades petits i freqüents als clients, i UDP és molt adequat per a aquest tipus de comunicació, ja que és ràpid i lleuger.
- Les aplicacions de transmissió multimèdia, com ara IPTV, ràdio en línia i videoconferència, utilitzen UDP per transmetre dades d'àudio i vídeo en temps real. La pèrdua d'alguns paquets es pot tolerar en aquestes aplicacions, ja que les dades flueixen contínuament i no requereixen retransmissió.
- Els serveis de VoIP (Voice over Internet Protocol), com ara Skype i WhatsApp, utilitzen UDP per a la comunicació de veu en temps real. El retard en la comunicació de veu es pot notar si els paquets es retarden a causa del control de la congestió, de manera que s'utilitza UDP per garantir una transmissió de dades ràpida i eficient.
- DNS (Domain Name System) també utilitza UDP per als seus missatges de consulta/resposta. Les consultes DNS solen ser petites i requereixen un temps de resposta ràpid, la qual cosa fa que UDP sigui un protocol adequat per a aquesta aplicació.
- DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) utilitza UDP per assignar dinàmicament adreces IP als dispositius d'una xarxa. Els missatges DHCP solen ser petits i el retard causat per la pèrdua o la retransmissió de paquets generalment no és crític per a aquesta aplicació.
- Les implementacions següents utilitzen UDP com a protocol de capa de transport:
- NTP (Network Time Protocol)
- DNS (Servei de noms de domini)
- BOOTP, DHCP.
- NNP (Network News Protocol)
- Protocol de cita del dia
- TFTP, RTSP, RIP.
- La capa d'aplicació pot fer algunes de les tasques mitjançant UDP-
- Traçar la ruta
- Ruta de registre
- Marca de temps
- UDP agafa un datagrama de la capa de xarxa, adjunta la seva capçalera i l'envia a l'usuari. Per tant, funciona ràpidament.
- De fet, UDP és un protocol nul si elimineu el camp de suma de verificació.
- Reduir la necessitat de recursos informàtics.
- Quan utilitzeu Multicast o Broadcast per transferir.
- La transmissió de paquets en temps real, principalment en aplicacions multimèdia.
Avantatges de l'UDP
- Velocitat: UDP és més ràpid que TCP perquè no té la sobrecàrrega d'establir una connexió i garantir un lliurament de dades fiable.
- Menor latència: com que no hi ha establiment de connexió, hi ha una latència més baixa i un temps de resposta més ràpid.
- Senzillesa: UDP té un disseny de protocol més senzill que TCP, cosa que fa que sigui més fàcil d'implementar i gestionar.
- Suport a la difusió: UDP admet la difusió a diversos destinataris, cosa que la fa útil per a aplicacions com ara la transmissió de vídeo i els jocs en línia.
- Mida de paquet més petita: UDP utilitza mides de paquets més petites que TCP, que pot reduir la congestió de la xarxa i millorar el rendiment general de la xarxa.
- El protocol de datagrama d'usuari (UDP) és més eficient tant pel que fa a la latència com a l'ample de banda.
Inconvenients de l'UDP
- Sense fiabilitat: UDP no garanteix l'entrega de paquets o l'ordre d'entrega, que pot provocar que faltin dades o que es dupliquin.
- No congestion control: UDP no té control de congestió, el que significa que pot enviar paquets a una velocitat que pot provocar congestió de la xarxa.
- No flow control: UDP no té control de flux, la qual cosa significa que pot aclaparar el receptor amb paquets que no pot gestionar.
- Vulnerable als atacs: L'UDP és vulnerable als atacs de denegació de servei, on un atacant pot inundar una xarxa amb paquets UDP, aclaparant la xarxa i fent que es bloquegi.
- Casos d'ús limitat: UDP no és adequat per a aplicacions que requereixen un lliurament de dades fiable, com ara transferències de correu electrònic o fitxers, i és més adequat per a aplicacions que poden tolerar alguna pèrdua de dades, com ara la transmissió de vídeo o els jocs en línia.
Pseudocapçalera UDP
- El propòsit d'utilitzar una pseudo-capçalera és verificar que el paquet UDP ha arribat a la seva destinació correcta
- La destinació correcta consisteix en una màquina específica i un número de port de protocol específic dins d'aquesta màquina
Pseudocapçalera UDP
Detalls de la pseudocapçalera UDP
- La pròpia capçalera UDP especifica només el número de port de protocol. Així, per verificar l'UDP de destinació a la màquina remitent, calcula una suma de verificació que cobreix l'adreça IP de destinació així com el paquet UDP.
- A la destinació final, el programari UDP verifica la suma de verificació mitjançant l'adreça IP de destinació obtinguda de la capçalera del paquet IP que portava el missatge UDP.
- Si la suma de comprovació està d'acord, ha de ser cert que el paquet ha arribat a l'amfitrió de destinació previst així com al port de protocol correcte dins d'aquest amfitrió.
Interfície d'usuari
Una interfície d'usuari hauria de permetre la creació de nous ports de recepció, operacions de recepció als ports de recepció que retornin els octets de dades i una indicació del port d'origen i l'adreça d'origen, i una operació que permeti enviar un datagrama, especificant les dades, la font i l'adreça d'origen. ports de destinació i adreça a enviar.
Interfície IP
- El mòdul UDP ha de ser capaç de determinar l'adreça d'Internet d'origen i de destinació i el camp de protocol des de la capçalera d'Internet
- Una possible interfície UDP/IP retornaria tot el datagrama d'Internet inclosa la capçalera completa d'Internet en resposta a una operació de recepció
- Aquesta interfície també permetria a l'UDP passar un datagrama d'Internet complet amb la capçalera a la IP per enviar. la IP verificaria certs camps per a la coherència i calcularia la suma de comprovació de la capçalera d'Internet.
- La interfície IP permet que el mòdul UDP interactuï amb la capa de xarxa de la pila de protocols, que és responsable de l'encaminament i el lliurament de dades a través de la xarxa.
- La interfície IP proporciona un mecanisme perquè el mòdul UDP es comuniqui amb altres amfitrions de la xarxa proporcionant accés al protocol IP subjacent.
- La interfície IP pot ser utilitzada pel mòdul UDP per enviar i rebre paquets de dades a través de la xarxa, amb l'ajuda dels mecanismes d'enrutament i adreçament IP.
- La interfície IP proporciona un nivell d'abstracció que permet que el mòdul UDP interactuï amb la capa de xarxa sense haver de tractar directament amb les complexitats de l'encaminament i l'adreçament IP.
- La interfície IP també gestiona la fragmentació i el muntatge de paquets IP, la qual cosa és important per a grans transmissions de dades que poden superar la mida màxima de paquet permesa per la xarxa.
- La interfície IP també pot proporcionar serveis addicionals, com ara suport per a paràmetres de qualitat de servei (QoS) i mecanismes de seguretat com IPsec.
- La interfície IP és un component crític de la suite de protocols d'Internet, ja que permet la comunicació entre amfitrions a Internet i permet la transmissió perfecta de paquets de dades a través de la xarxa.
GATE Preguntes per a la pràctica
- GATE CS 2013, pregunta 12
- GATE CS 2012, pregunta 65
- GATE CS 2007, pregunta 20
- GATE CS 2005, pregunta 23
- GATE IT 2008, pregunta 66
- GATE Mock 2015, pregunta 5
Preguntes freqüents sobre UDP - Preguntes freqüents
1. Anomena els protocols que utilitzen UDP?
Els protocols que utilitza el model UDP són:
2. Què és més ràpid: TCP o UDP?
UDP és més ràpid que TCP.