Protokół datagramu użytkownika: architektura, działanie i jego zastosowania

Wypróbuj Nasz Instrument Do Eliminowania Problemów





Protokół User Datagram Protocol (UDP) w sieciach komputerowych został opracowany w 1980 roku przez Davida P. Reeda. Jest to standardowy protokół i jest częścią Protokół TCP/IP przez internet. Protokół ten po prostu umożliwia aplikacjom komputerów przesyłanie wiadomości w formie datagramów z jednego komputera do drugiego za pośrednictwem sieci IP (protokół internetowy). Ten UDP jest alternatywnym protokołem komunikacyjnym do protokołu kontroli transmisji. Protokół ten zapewnia zestaw reguł, takich jak TCP, które określają, w jaki sposób informacje powinny być wymieniane w Internecie. W tym artykule omówiono omówienie Protokół UDP lub datagram użytkownika – praca z aplikacjami.


Co to jest protokół datagramów użytkownika?

The protokół komunikacyjny który służy do ustanawiania niezawodnych i mniejszych opóźnień połączeń między aplikacjami internetowymi, jest znany jako protokół datagramów użytkownika lub UDP. Protokół UDP jest szczególnie wybierany do aplikacji, w których liczy się czas, takich jak odtwarzanie filmów, gry itp. Protokół ten przyspiesza komunikację, ponieważ nie zużywa więcej czasu na ustanowienie stałego połączenia przez miejsce docelowe przed przesłaniem danych.



UDP korzysta z usług IP, aby zapewnić najlepszy mechanizm dostarczania. W tym protokole, odbiorca nie generuje odebranego potwierdzenia pakietu i sekwencyjnie, nadawca nie pozostaje dla żadnego wysłanego potwierdzenia pakietu. Więc ta usterka sprawi, że ten protokół będzie niewiarygodny i łatwiejszy w przetwarzaniu.

Cechy

The cechy protokołu datagramów użytkownika obejmują następujące elementy.



  • To nie jest protokół zorientowany na połączenie.
  • Dostarczenie danych nie jest gwarantowane.
  • Protokół ten jest bardzo prosty i odpowiedni do komunikacji opartej na zapytaniach.
  • Przesyła pakiety w ilościach hurtowych.
  • Datagram UDP jest wykorzystywany w ramach DNS, NFS, TFTP, SNMP itp.
  • Ten protokół jest dobry dla danych przepływających w jednym kierunku.
  • Nie zapewnia mechanizmu kontroli przeciążenia.
  • Nadaje się do aplikacji strumieniowych, takich jak strumieniowanie multimediów, VoIP itp.
  • Brak przeciążenia lub kontroli przepływu, dzięki czemu nadawca może przekroczyć bufor odbiorcy.
  • Dodaje adresowanie między procesami i sumę kontrolną do adresu IP.
  • Jest używany po otwarciu gniazda w trybie datagramu.
  • Do przesyłania danych potrzebny jest protokół lock-step w przypadku UDP.

Charakterystyka

The charakterystyka protokołu datagramu użytkownika obejmują następujące elementy.

  • Protokół ten jest zarówno zmienną, jak i protokołem typu bezpołączeniowego.
  • To prawie protokół zerowy.
  • Ten protokół jest dobry, gdy przepływ danych odbywa się w jednym kierunku.
  • Korzystając z tego protokołu, nie jest dostarczany żaden mechanizm kontroli przeciążenia.
  • Ten protokół zapewnia minimalne usługi transportowe.
  • UDP to protokół bezstanowy.
  • Datagramy UDP wykorzystują podobną ścieżkę i docierają do miejsca docelowego we właściwej kolejności.
  • Aplikacje UDP są zawsze uważane za zawodne.
  • UDP dostarcza dane po prostu do sieci, gdy miejsce docelowe jest przygotowane do ich odbioru.

Architektura protokołu datagramów użytkownika

Pakiety protokołu datagramów użytkownika są zwykle nazywane datagramami użytkownika, a rozmiar nagłówka jest stały, tj. 8 bajtów. Omówmy format datagramu użytkownika. Nagłówek UDP zawiera cztery pola numer portu źródłowego, numer portu docelowego, całkowitą długość i sumę kontrolną, gdzie każde pole jest omówione poniżej.

  Format nagłówka protokołu datagramu użytkownika
Format nagłówka protokołu datagramu użytkownika
  • Numer portu źródłowego to 16-bitowa informacja, która rozpoznaje, który port będzie transmitować pakiet.
  • Numer portu docelowego po prostu rozpoznaje, który port będzie zezwalał na dane, które są 16-bitowymi danymi używanymi do identyfikacji usługi na poziomie aplikacji na maszynie docelowej.
  • Długość to 16-bitowe pole, które identyfikuje całą długość pakietu UDP zawierającego nagłówek. Tak więc minimalna wartość to 8 bajtów, ponieważ rozmiar nagłówka to 8 bajtów.
  • Suma kontrolna to 16-bitowe pole, które weryfikuje, czy dane są poprawne, czy nie, ponieważ istnieje szansa, że ​​dane mogą zostać zniszczone podczas transmisji. Tak więc suma kontrolna jest polem opcjonalnym, więc zależy to głównie od aplikacji, czy musi wpisać sumę kontrolną, czy nie.

Jeśli nie chce zapisywać sumy kontrolnej, wszystkie 16 bitów zostaje jako „0”. W tym protokole pole sumy kontrolnej jest przypisane do całego pakietu, czyli części nagłówka i danych, ale pole sumy kontrolnej w IP jest stosowane tylko do pola nagłówka.

Jak działa protokół datagramów użytkownika?

Protokół datagramów użytkownika wykorzystuje IP do uzyskania datagramu z jednego komputera na drugi. Ten protokół działa poprzez zbieranie danych w pakiecie UDP i dołączanie do pakietu własnych danych nagłówka. Tak więc dane te obejmują zarówno źródłowe, jak i docelowe porty IP, na których można rozmawiać, długość pakietu i sumę kontrolną. Gdy pakiety UDP zostaną zsumowane w pakiecie IP, są wysyłane do ich miejsc docelowych.

W przeciwieństwie do TCP, ten protokół nie łączy się bezpośrednio z komputerem odbierającym, więc nie daje pewności, że przesyła pakiety do właściwych miejsc docelowych, ale przesyła dane i zależy od urządzeń wśród komputerów wysyłających i odbierających. uzyskać dane poprawnie.

Większość aplikacji czeka na odpowiedzi, które przypuszczalnie otrzymają w wyniku pakietów wysłanych przez UDP. Tak więc, jeśli jakaś aplikacja nie otrzyma odpowiedzi w określonym czasie, to ponownie aplikacja przesyła pakiet lub kończy próbę.

Protokół ten wykorzystuje prosty model transmisji, który nie zawiera dialogów uzgadniania w celu zapewnienia porządku, niezawodności lub integralności danych. W rezultacie usługa tego protokołu jest nieodpowiedzialna, więc pakiety mogą pojawiać się w złym porządku, mieć duplikaty lub znikać bez ostrzeżenia.

Różnica między B/W TCP a UDP

The różnica między TCP a UDP obejmuje następujące elementy.

TCP

UDP

TCP używa ustanowionego połączenia do przesyłania danych. UDP to protokół bezpołączeniowy.
Ten protokół jest niezawodny. Ten protokół nie jest niezawodny.
Jest zdolny do sekwencjonowania danych. Nie jest zdolny do sekwencjonowania danych.
Zapewnia mechanizm szerokiego sprawdzania błędów. Posiada podstawowy mechanizm sprawdzania błędów z sumami kontrolnymi.
Jego prędkość jest wolniejsza niż UDP. Jego prędkość jest większa niż TCP.
Nie obsługuje nadawania. Obsługuje nadawanie.
W protokole tym istnieje możliwość retransmisji utraconego pakietu. Nie ma możliwości retransmisji utraconych pakietów.
Ma połączenie strumienia bajtów. Ma połączenie ze strumieniem wiadomości.
Ma od 20 do 60 zmiennych długości hedera. Ma stałą długość nagłówka wynoszącą 8 bajtów.
Waga TCP jest ciężka. Waga UCP nie jest ciężka.
Ten protokół wykorzystuje techniki uzgadniania, takie jak ACK, SYN i SYN-ACK. Nie używa żadnych technik uścisku dłoni.
Ten protokół jest używany przez FTP , SMTP, HTTP i HTTP. Ten protokół jest używany przez DHCP, DNS, TFTP, RIP, VoIP i SNMP.
Narzut jest wysoki w porównaniu do UDP. Narzut jest bardzo niski w porównaniu z TCP.

Zalety i wady

The zalety UDP obejmują następujące elementy.

  • Przy użyciu tego protokołu możliwa jest transmisja multicast i broadcast.
  • UDP bardzo efektywnie wykorzystuje przepustowość, ponieważ występuje niewielki narzut pakietów.
  • UDP jest bardzo szybki.
  • Nie ma buforowania i numerowania pakietów.
  • Uścisk dłoni nie jest wymagany.
  • Nie ma kontroli przeciążenia, dlatego jest wykorzystywany do aplikacji działających w czasie rzeczywistym.
  • Protokół ten wykorzystuje sumę kontrolną wszystkich pakietów do wykrywania błędów.
  • Ten protokół może być również używany w zdarzeniach, w których między hostami zachodzi potrzeba wymiany pojedynczego pakietu danych.

The wady UDP obejmują następujące elementy.

  • Protokół UDP to zawodny i bezpołączeniowy protokół transportowy.
  • Protokół ten nie wykorzystuje żadnej kontroli błędów. Dlatego jeśli ten protokół wykryje jakikolwiek błąd w odebranym pakiecie, to po cichu go odrzuci.
  • Nie ma mechanizmu kontroli zatorów i przepływu.
  • Nie ma gwarancji dostawy.
  • Protokół datagramów konsumenckich cierpi głównie z powodu utraty pakietów.
  • UDP powoduje utratę danych.
  • Routery są nieco nieostrożne wobec tego protokołu, dlatego nigdy nie przesyłają go ponownie, jeśli ulegnie awarii.

Zastosowania/wykorzystania protokołu datagramów użytkownika

The aplikacje lub zastosowania protokołu datagramów użytkownika obejmują następujące elementy.

  • UDP jest używany w aplikacjach, w których liczy się czas, a także przez serwery, które odpowiadają na małe zapytania z większej bazy klientów.
  • Jest to dobrze dopasowane do transmisji pakietowych, zwłaszcza do transmisji w całej sieci.
  • Jest również używany w Voice over IP, grach online i systemach nazw domen.
  • Ten protokół jest używany w aplikacjach sieciowych, takich jak komunikacja głosowa, gry i wideo.
  • Są one używane tam, gdzie wymagana jest bezstratna transmisja danych.
  • Protokół ten jest wykorzystywany do multiemisji, ponieważ po prostu obsługuje przełączanie pakietów.
  • Protokół UDP jest używany w aplikacjach, które polegają na niezawodnej wymianie danych, ale powinny zawierać własne techniki reagowania na pakiety.
  • Protokół UDP jest używany wszędzie tam, gdzie szybkość jest krytyczna, a nie niezawodność.

Tak więc o to chodzi przegląd protokołu datagramów użytkownika – architektura, praca z aplikacjami. Różne operacje protokołu User Datagram obejmują głównie usługi zbliżeniowe, kontrolę przepływu i błędów, enkapsulację i dekapsulację. Przykładami protokołu datagramów użytkownika są; gry online, wideokonferencje, VoIP (voice over IP) i DNA (system nazw domen). Oto pytanie do Ciebie, czym są porty UDP?