Protocolo de datagramas de usuario (UDP) es un protocolo de capa de transporte. UDP es parte del conjunto de protocolos de Internet, denominado conjunto UDP/IP. A diferencia de TCP, es un Protocolo poco fiable y sin conexión. Por lo tanto, no es necesario establecer una conexión antes de la transferencia de datos. UDP ayuda a establecer conexiones de baja latencia y tolerancia a pérdidas a través de la red. El UDP permite la comunicación de proceso a proceso.
¿Qué es el protocolo de datagramas de usuario?
Aunque el Protocolo de control de transmisión (TCP) es el protocolo de capa de transporte dominante utilizado en la mayoría de los servicios de Internet; proporciona entrega segura, confiabilidad y mucho más, pero todos estos servicios nos cuestan gastos generales y latencia adicionales. Aquí, UDP entra en escena. Para servicios en tiempo real como juegos de computadora, comunicaciones de voz o video y conferencias en vivo; Necesitamos UDP. Dado que se necesita un alto rendimiento, UDP permite descartar paquetes en lugar de procesar paquetes retrasados. No hay verificación de errores en UDP, por lo que también ahorra ancho de banda.
Encabezado UDP
El encabezado UDP es un 8 bytes encabezado fijo y simple, mientras que para TCP puede variar de 20 bytes a 60 bytes. Los primeros 8 bytes contienen toda la información de encabezado necesaria y la parte restante consta de datos. Los campos de número de puerto UDP tienen cada uno una longitud de 16 bits, por lo tanto, el rango de números de puerto se define de 0 a 65535; El puerto número 0 está reservado. Los números de puerto ayudan a distinguir diferentes solicitudes o procesos de usuarios.
Encabezado UDP
- Puerto de origen: Puerto de origen es un campo de 2 bytes de longitud que se utiliza para identificar el número de puerto de origen.
- Puerto de destino: Es un campo de 2 bytes de longitud, que se utiliza para identificar el puerto del paquete destinado.
- Longitud: La longitud es la longitud de UDP, incluidos el encabezado y los datos. Es un campo de 16 bits.
- Suma de comprobación: La suma de comprobación es un campo de 2 bytes de longitud. Es el complemento a uno de 16 bits de la suma en complemento a uno del encabezado UDP, el pseudoencabezado de información del encabezado IP y los datos, rellenados con cero octetos al final (si es necesario) para hacer un múltiplo de dos. octetos.
Notas – A diferencia de TCP, el cálculo de la suma de comprobación no es obligatorio en UDP. UDP no proporciona control de errores ni control de flujo. Por lo tanto, UDP depende de IP e ICMP para informar errores. Además, UDP proporciona números de puerto para poder diferenciar las solicitudes de los usuarios.
Aplicaciones de UDP
- Se utiliza para una comunicación simple de solicitud-respuesta cuando el tamaño de los datos es menor y, por lo tanto, hay menos preocupación por el flujo y el control de errores.
- Es un protocolo adecuado para multidifusión ya que UDP admite conmutación de paquetes.
- UDP se utiliza para algunos protocolos de actualización de enrutamiento como RIP (Protocolo de información de enrutamiento).
- Normalmente se utiliza para aplicaciones en tiempo real que no pueden tolerar retrasos desiguales entre secciones de un mensaje recibido.
- UDP se utiliza ampliamente en los juegos en línea, donde la baja latencia y la comunicación de alta velocidad son esenciales para una buena experiencia de juego. Los servidores de juegos suelen enviar paquetes de datos pequeños y frecuentes a los clientes, y UDP es muy adecuado para este tipo de comunicación, ya que es rápido y liviano.
- Las aplicaciones de transmisión de medios, como IPTV, radio en línea y videoconferencias, utilizan UDP para transmitir datos de audio y video en tiempo real. En estas aplicaciones se puede tolerar la pérdida de algunos paquetes, ya que los datos fluyen continuamente y no requieren retransmisión.
- Los servicios de VoIP (Voz sobre Protocolo de Internet), como Skype y WhatsApp, utilizan UDP para la comunicación de voz en tiempo real. El retraso en la comunicación de voz puede ser notable si los paquetes se retrasan debido al control de congestión, por lo que se utiliza UDP para garantizar una transmisión de datos rápida y eficiente.
- DNS (Sistema de nombres de dominio) también utiliza UDP para sus mensajes de consulta/respuesta. Las consultas DNS suelen ser pequeñas y requieren un tiempo de respuesta rápido, lo que convierte a UDP en un protocolo adecuado para esta aplicación.
- DHCP (Protocolo de configuración dinámica de host) utiliza UDP para asignar dinámicamente direcciones IP a dispositivos en una red. Los mensajes DHCP suelen ser pequeños y el retraso causado por la pérdida o retransmisión de paquetes generalmente no es crítico para esta aplicación.
- Las siguientes implementaciones utilizan UDP como protocolo de capa de transporte:
- NTP (Protocolo de tiempo de red)
- DNS (servicio de nombres de dominio)
- BOOTP, DHCP.
- NNP (Protocolo de noticias de red)
- Protocolo de la cita del día.
- TFTP, RTSP, RIP.
- La capa de aplicación puede realizar algunas de las tareas a través de UDP-
- Ruta de seguimiento
- Ruta de registro
- Marca de tiempo
- UDP toma un datagrama de la capa de red, adjunta su encabezado y lo envía al usuario. Entonces, funciona rápido.
- En realidad, UDP es un protocolo nulo si elimina el campo de suma de comprobación.
- Reducir el requerimiento de recursos informáticos.
- Cuando se utiliza Multicast o Broadcast para transferir.
- La transmisión de paquetes en tiempo real, principalmente en aplicaciones multimedia.
Ventajas de UDP
- Velocidad: UDP es más rápido que TCP porque no tiene la sobrecarga de establecer una conexión y garantizar una entrega de datos confiable.
- Menor latencia: dado que no se establece ninguna conexión, hay una menor latencia y un tiempo de respuesta más rápido.
- Sencillez: UDP tiene un diseño de protocolo más simple que TCP, lo que facilita su implementación y administración.
- Soporte de transmisión: UDP admite la transmisión a múltiples destinatarios, lo que lo hace útil para aplicaciones como transmisión de video y juegos en línea.
- Tamaño de paquete más pequeño: UDP utiliza tamaños de paquetes más pequeños que tcp, lo que puede reducir la congestión de la red y mejorar el rendimiento general de la red.
- El Protocolo de datagramas de usuario (UDP) es más eficiente en términos de latencia y ancho de banda.
Desventajas de UDP
- Sin confiabilidad: UDP no garantiza la entrega de paquetes ni el orden de entrega, lo que puede provocar datos faltantes o duplicados.
- No congestion control: UDP no tiene control de congestión, lo que significa que puede enviar paquetes a una velocidad que puede causar congestión en la red.
- No flow control: UDP no tiene control de flujo, lo que significa que puede saturar al receptor con paquetes que no puede manejar.
- Vulnerable a ataques: UDP es vulnerable a ataques de denegación de servicio, en los que un atacante puede inundar una red con paquetes UDP, abrumando la red y provocando su caída.
- Casos de uso limitados: UDP no es adecuado para aplicaciones que requieren una entrega de datos confiable, como correo electrónico o transferencias de archivos, y es más adecuado para aplicaciones que pueden tolerar cierta pérdida de datos, como transmisión de video o juegos en línea.
Pseudoencabezado UDP
- El propósito de utilizar un pseudoencabezado es verificar que el paquete UDP haya llegado a su destino correcto.
- El destino correcto consiste en una máquina específica y un número de puerto de protocolo específico dentro de esa máquina.
pseudoencabezado UDP
Detalles del pseudoencabezado UDP
- El encabezado UDP en sí especifica solo el número de puerto del protocolo. Por lo tanto, para verificar el UDP de destino en la máquina emisora, se calcula una suma de verificación que cubre la dirección IP de destino y el paquete UDP.
- En el destino final, el software UDP verifica la suma de verificación utilizando la dirección IP de destino obtenida del encabezado del paquete IP que transportaba el mensaje UDP.
- Si la suma de comprobación coincide, entonces debe ser cierto que el paquete ha llegado al host de destino previsto, así como al puerto de protocolo correcto dentro de ese host.
Interfaz de usuario
Una interfaz de usuario debe permitir la creación de nuevos puertos de recepción, operaciones de recepción en los puertos de recepción que devuelvan los octetos de datos y una indicación del puerto y la dirección de origen, y una operación que permita enviar un datagrama, especificando los datos, la fuente y Puertos de destino y dirección a enviar.
Interfaz IP
- El módulo UDP debe poder determinar la dirección de Internet de origen y destino y el campo de protocolo del encabezado de Internet.
- Una posible interfaz UDP/IP devolvería el datagrama de Internet completo, incluido el encabezado de Internet completo, en respuesta a una operación de recepción.
- Una interfaz de este tipo también permitiría al UDP pasar un datagrama de Internet completo con un encabezado a la IP para enviarlo. la IP verificaría la coherencia de ciertos campos y calcularía la suma de verificación del encabezado de Internet.
- La interfaz IP permite que el módulo UDP interactúe con la capa de red de la pila de protocolos, que es responsable de enrutar y entregar datos a través de la red.
- La interfaz IP proporciona un mecanismo para que el módulo UDP se comunique con otros hosts en la red proporcionando acceso al protocolo IP subyacente.
- El módulo UDP puede utilizar la interfaz IP para enviar y recibir paquetes de datos a través de la red, con la ayuda de mecanismos de direccionamiento y enrutamiento IP.
- La interfaz IP proporciona un nivel de abstracción que permite que el módulo UDP interactúe con la capa de red sin tener que lidiar con las complejidades del enrutamiento y direccionamiento IP directamente.
- La interfaz IP también maneja la fragmentación y el reensamblaje de paquetes IP, lo cual es importante para grandes transmisiones de datos que pueden exceder el tamaño máximo de paquete permitido por la red.
- La interfaz IP también puede proporcionar servicios adicionales, como soporte para parámetros de Calidad de Servicio (QoS) y mecanismos de seguridad como IPsec.
- La interfaz IP es un componente fundamental del conjunto de protocolos de Internet, ya que permite la comunicación entre hosts en Internet y permite la transmisión fluida de paquetes de datos a través de la red.
Preguntas GATE para practicar
- 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
- Simulacro de GATE 2015, pregunta 5
Preguntas frecuentes sobre UDP – Preguntas frecuentes
1. ¿Nombra los protocolos que utilizan UDP?
Los protocolos que utiliza el modelo UDP son:
2. ¿Qué es más rápido: TCP o UDP?
UDP es más rápido que TCP.