Protokol užívateľského datagramu: Architektúra, práca a jej aplikácie

User Datagram Protocol (UDP) v počítačových sieťach vyvinul v roku 1980 David P. Reed. Je to štandardný protokol a je súčasťou TCP/IP protokol cez internet. Tento protokol jednoducho umožňuje aplikáciám počítačov prenášať správy vo forme datagramov z jedného počítača na druhý cez sieť IP (Internet Protocol). Tento UDP je alternatívnym komunikačným protokolom k protokolu riadenia prenosu. Tento protokol poskytuje súbor pravidiel, ako je TCP, ktoré riadia spôsob výmeny informácií na internete. Tento článok pojednáva o prehľade UDP alebo užívateľský datagramový protokol - práca s aplikáciami.

Čo je User Datagram Protocol?

The komunikačný protokol ktorý sa používa na vytvorenie spoľahlivých, ako aj menej latenčných spojení medzi internetovými aplikáciami, je známy ako užívateľský datagramový protokol alebo UDP. Protokol UDP sa vyberá najmä pre aplikácie, ktoré sú citlivé na čas, ako je prehrávanie videí, hranie hier atď. Tento protokol zrýchľuje komunikáciu, pretože nespotrebuje viac času na vytvorenie pevného spojenia cez cieľ pred prenosom údajov.

UDP využíva služby IP na poskytovanie najlepšieho mechanizmu doručovania. V tomto protokole prijímač nevytvára potvrdenie prijatého paketu a následne odosielateľ nezostáva pre žiadne potvrdenie vyslaného paketu. Takže táto chyba spôsobí, že tento protokol bude nespoľahlivý a bude jednoduchší na spracovanie.

Vlastnosti

The vlastnosti protokolu užívateľského datagramu zahŕňajú nasledujúce.

• Toto nie je protokol orientovaný na pripojenie.
• Doručenie údajov nie je zaručené.
• Tento protokol je veľmi jednoduchý a vhodný pre komunikáciu založenú na dopyte.
• Prenáša pakety vo veľkom množstve.
• Datagram UDP sa používa v rámci DNS, NFS, TFTP, SNMP atď.
• Tento protokol je vhodný pre dátový tok v jednom smere.
• Neposkytuje mechanizmus kontroly preťaženia.
• Je vhodný na streamovanie aplikácií, ako je streamovanie multimédií, VoIP atď.
• Žiadne preťaženie alebo riadenie toku, takže odosielateľ môže prečerpať vyrovnávaciu pamäť prijímača.
• Pridáva k IP adresovanie medzi jednotlivými procesmi a kontrolný súčet.
• Používa sa po otvorení zásuvky v režime datagramu.
• Pre prenos dát je potrebný lock-step protokol s UDP.

Charakteristika

The charakteristiky užívateľského datagramového protokolu zahŕňajú nasledujúce.

• Tento protokol je variabilný, ako aj protokol bez pripojenia.
• Je to takmer nulový protokol.
• Tento protokol je dobrý, keď je dátový tok v jednom smere.
• Použitím tohto protokolu nie je zabezpečený žiadny mechanizmus kontroly preťaženia.
• Tento protokol poskytuje minimálne transportné služby.
• UDP je bezstavový protokol.
• Datagramy UDP používajú podobnú cestu a dorazia do cieľa v správnom poradí.
• Aplikácie UDP sa vždy považujú za nespoľahlivé.
• UDP dodáva údaje do siete jednoducho, keď je cieľ pripravený na získanie údajov.

Architektúra užívateľského datagramového protokolu

Pakety protokolu užívateľského datagramu sa bežne nazývajú užívateľský datagram a veľkosť hlavičky je pevná, t. j. 8 bajtov. Poďme diskutovať o formáte užívateľského datagramu. Hlavička UDP obsahuje štyri polia číslo zdrojového portu, číslo cieľového portu, celkovú dĺžku a kontrolný súčet, pričom každé pole je popísané nižšie.

• Číslo zdrojového portu je 16-bitová informácia, ktorá rozpozná, ktorý port prenesie paket.
• Číslo cieľového portu jednoducho rozpozná, ktorý port povolí údaje, ktoré sú 16-bitovými údajmi používanými na identifikáciu služby na úrovni aplikácie na cieľovom počítači.
• Dĺžka je 16-bitové pole, ktoré identifikuje celú dĺžku paketu UDP, ktorý obsahuje hlavičku. Minimálna hodnota by teda bola 8 bajtov, pretože veľkosť hlavičky je 8 bajtov.
• Kontrolný súčet je 16-bitové pole, ktoré overuje, či sú dáta správne alebo nie, pretože existuje šanca, že dáta môžu byť počas prenosu zničené. Kontrolný súčet je teda voliteľné pole, takže záleží hlavne na aplikácii, či potrebuje zapísať kontrolný súčet alebo nie.

Ak si neželá zapísať kontrolný súčet, všetkých 16 bitov sa ponechá ako „0“. V tomto protokole sa pole kontrolného súčtu pridelí celému paketu, teda časti hlavičky a údajov, ale pole kontrolného súčtu v IP sa použije iba na pole hlavičky.

Ako funguje User Datagram Protocol?

Protokol užívateľského datagramu využíva IP na získanie datagramu z jedného počítača do druhého. Tento protokol funguje tak, že zhromažďuje údaje v pakete UDP a zahŕňa do paketu svoje vlastné hlavičkové údaje. Takže tieto údaje zahŕňajú zdrojové aj cieľové porty IP, na ktorých sa má konverzovať, dĺžku paketu a kontrolný súčet. Akonáhle sú UDP pakety zhrnuté v rámci IP paketu, potom sú odoslané na miesto určenia.

Na rozdiel od TCP sa tento protokol nepripája priamo k prijímajúcemu počítaču, takže nezaručuje prenos paketov do správnych cieľov, ale prenáša dáta von a závisí od zariadení medzi počítačmi, ktoré vysielajú a prijímajú. získať údaje správne.

Väčšina aplikácií čaká na odpovede, ktoré údajne dostanú v dôsledku paketov odoslaných cez UDP. Takže, ak niektorá aplikácia nedostane odpoveď v konkrétnom čase, potom aplikácia znova odošle paket alebo ukončí pokus.

Tento protokol využíva jednoduchý prenosový model, ktorý neobsahuje dialógy typu handshaking na zabezpečenie objednávania, spoľahlivosti alebo integrity údajov. Výsledkom je, že služba tohto protokolu je nezodpovedná, takže pakety sa môžu objaviť nefunkčné, môžu sa objaviť duplikáty alebo bez varovania zmiznúť.

Rozdiel B/w TCP a UDP

The rozdiel medzi TCP a UDP zahŕňa nasledujúce.

Výhody a nevýhody

The výhody UDP zahŕňajú nasledujúce.

• Použitím tohto protokolu je možný prenos multicast a broadcast.
• UDP využíva šírku pásma veľmi efektívne, pretože je tu malý paket.
• UDP je veľmi rýchly.
• Neexistuje žiadne ukladanie do vyrovnávacej pamäte a číslovanie paketov.
• Neexistuje žiadna požiadavka na podanie ruky.
• Neexistuje žiadna kontrola preťaženia, takže sa používa pre aplikácie založené na reálnom čase.
• Tento protokol používa kontrolný súčet cez všetky pakety na detekciu chýb.
• Tento protokol možno použiť aj pri udalostiach, kde je potrebné medzi hostiteľmi vymeniť jeden dátový paket.

The nevýhody UDP zahŕňajú nasledujúce.

• Protokol UDP je nespoľahlivý a nespojený prenosový protokol.
• Tento protokol nevyužíva žiadnu kontrolu chýb. Preto, ak tento protokol zistí akúkoľvek chybu v prijatom pakete, potom ju potichu zahodí.
• Neexistuje žiadny mechanizmus kontroly preťaženia a toku.
• Nie je zaručené doručenie.
• Spotrebiteľský datagramový protokol trpí väčšinou stratou paketov.
• UDP spôsobuje stratu údajov.
• Smerovače sú pri tomto protokole trochu nedbalé, a preto ho v prípade zlyhania nikdy neprenášajú.

Aplikácie/použitie protokolu užívateľského datagramu

The aplikácie alebo použitia protokolu User Datagram Protocol zahŕňajú nasledujúce.

• UDP sa používa v aplikáciách citlivých na čas a tiež servermi, ktoré odpovedajú na malé otázky z väčšej klientskej základne.
• Toto sa dobre hodí pri paketovom vysielaní, najmä na prenos po celej sieti.
• Používa sa aj v rámci Voice over IP, online hier a systémov názvov domén.
• Tento protokol sa používa v sieťových aplikáciách, ako je hlasová, herná a video komunikácia.
• Používajú sa tam, kde je potrebný bezstratový prenos dát.
• Tento protokol sa používa na multicasting, pretože jednoducho podporuje prepínanie paketov.
• UDP sa používa v aplikáciách, ktoré závisia od spoľahlivej výmeny údajov, ale mali by zahŕňať svoje vlastné techniky reakcie na pakety.
• UDP sa používa všade tam, kde je kritická rýchlosť a nie spoľahlivosť.

Ide teda o všetko prehľad užívateľského datagramového protokolu – architektúra, práca s aplikáciami. Rôzne operácie protokolu User Datagram zahŕňajú hlavne bezkontaktné služby, riadenie toku a chýb, enkapsuláciu a dekapsuláciu. Príklady protokolu užívateľského datagramu sú; online hry, videokonferencie, VoIP (voice over IP) a DNA (systém názvov domén). Tu je otázka pre vás, čo sú porty UDP?