UDP

Z Wikipedii

Masz nowe wiadomości (różnica z poprzednią wersją).

Ten artykuł dotyczy protokołu internetowego. Zobacz też: inne znaczenia tego skrótu.

UDP (ang. User Datagram Protocol - Datagramowy Protokół Użytkownika) – jeden z podstawowych protokołów internetowych. Umieszcza się go w warstwie czwartej (transportu) modelu OSI.

Jest to protokół bezpołączeniowy, więc nie ma narzutu na nawiązywanie połączenia i śledzenie sesji (w przeciwieństwie do TCP). Nie ma też mechanizmów kontroli przepływu i retransmisji. Korzyścią płynącą z takiego uproszczenia budowy jest większa szybkość transmisji danych i brak dodatkowych zadań, którymi musi zajmować się host posługujący się tym protokołem. Z tych względów UDP jest często używany w takich zastosowaniach jak wideokonferencje, strumienie dźwięku w Internecie i gry sieciowe, gdzie dane muszą być przesyłane możliwie szybko, a poprawianiem błędów zajmują się inne warstwy modelu OSI. Innym przykładem może być protokół DNS lub VoIP.

UDP udostępnia mechanizm identyfikacji różnych punktów końcowych (np. pracujących aplikacji, usług czy serwisów) na jednym hoście dzięki portom (porównaj: socket). UDP zajmuje się dostarczaniem pojedynczych pakietów, udostępnionych przez IP, na którym się opiera. Kolejną cechą odróżniającą UDP od TCP jest możliwość transmisji do kilku adresów docelowych na raz (tzw. multicast).

Pakiety UDP (zwane też datagramami) zawierają oprócz nagłówków niższego poziomu nagłówek UDP. Składa się on z pól zawierających sumę kontrolną, długość pakietu oraz porty: źródłowy i docelowy.

Podobnie jak w TCP, porty UDP zapisywane są na dwóch bajtach (szesnastu bitach), więc każdy adres IP może mieć przypisanych 65536 różnych zakończeń. Z przyczyn historycznych, porty 0-1023 zarezerwowane są dla dobrze znanych usług sieciowych - dla aplikacji użytkownika przydziela się porty od 1024.

[edytuj] Struktura nagłówka UDP

+	Bity 0 - 15	16 - 31
0	Port nadawcy	Port odbiorcy
32	Długość	Suma kontrolna
64	Dane

Port nadawcy: identyfikuje port, z którego została wysłana wiadomość, kiedy znaczący to wskazuje port wysyłającego procesu i może zostać przyjęty jako port, do którego powinna zostać zwrócona wiadomość zwrotna w przypadku braku innej informacji. Port nadawcy jest polem opcjonalnym. Gdy pole to nie jest używane przyjmuje wartość zero.

Port odbiorcy: identyfikuje port odbiorcy i jest polem wymaganym.

Długość: 16-bitowe pola specyfikują długość w bajtach całego datagramu: nagłówek i dane. Minimalna długość to 8 bajtów i jest to długość nagłówka. Wielkość pola ustala teoretyczny limit 65,527 bajtów, dla danych przenoszonych przez pojedynczy datagram UDP.

Suma kontrolna: 16 bitowe pole, które jest użyte do sprawdzania poprawności nagłówka oraz danych. Pole jest opcjonalne. Ponieważ IP nie wylicza sumy kontrolnej dla danych, suma kontrolna UDP jest jedyną gwarancją, że dane nie zostały uszkodzone.

Transfer UDP po IPv4

Kiedy UDP działa na IPv4 metoda używana do obliczania sumy kontrolnej określana jest w RFC 768

Całe 16-bitowe słowa są sumowane razem używając uzupełnienia (z suma kontrolna pole ustawiane jest na zero). Końcowa wartość jest wstawiana do pola sumy kontrolnej.

Różnica jest w danych używanych do tworzenia sumy kontrolnej.

+	Bity 0 - 7	8 - 15	16 - 23
0	Adres źródłowy
32	Adres docelowy
64	Zera	Protokół	Długość UDP
96	Port źródłowy		Port docelowy
128	Długość		Suma kontrolna
160	Dane

Źródłowe i docelowe adresy znajdują się w nagłówku IPv4. Na długość pola UDP składa się jego nagłówek oraz dane.

Jeśli suma kontrolna jest wyliczana, jako zero (wszystkie 0) to powinno zostać wysłane jako negacja zera (wszystko 1). Jeśli suma kontrolna nie jest użyta to powinno zostać wysłane jako zero (wszystko 0) jako zero wskazuje też że suma kontrolna nie jest wykorzystywana.

Transfer UDP po IPv6

Kiedy UDP działa na IPv6, suma kontrolna nie jest już opcjonalna i metoda obliczania sumy kontrolnej jest zmieniona, na RFC 2460

Wszelki transport albo inna wyższa warstwa protokołu, która zawiera adresy z nagłówka IP w swojej sumie kontrolnej musi zostać zmodyfikowana by można jej było użyć. IPv6 musi zawierać 128-bitowe adresy zamiast 32-bitowych używanych w IPv4.

+	Bity 0 - 7	16 - 23	24 - 31
0	Adres źródłowy
32
64
96
128	Adres docelowy
160
192
256
288	Długość UDP
320	Zera		Następny nagłówek
352	Port źródłowy	Port docelowy
384	Długość	Suma kontrolna
416	Dane

W nagłówku IPv6 znajduje się jeden adres źródła danych. Adres docelowy jest końcowym adresem; jeśli pakiet IPv6 nie zawiera nagłówka Routing’u, to adresem docelowy będzie adres zawarty w nagłówku IPv6, inaczej, w powstającym punkcie węzłowym, będzie to adres ostatniego elementu nagłówka Routing’u, a w odbierającym punkcie węzłowym, będzie to adres docelowy z nagłówka IPv6. Następna wartość nagłówka jest wartością dla protokołu UDP.Na długość pola UDP składa się jego nagłówek oraz dane. Patrz art. źródłowy [[1]].

[edytuj] Interfejs użytkownika

Interfejs użytkownika powinien pozwolić:

- tworzyć nowe porty przyjmujące dane

- przyjmować operacje na tych portach, zwracać obiekty danych oraz wskazywać port źródła i adres źródła danych

- na operacje, które pozwalają datagramowi wysłać, dane, porty źródłowe i docelowe lub ich adresy. RFC 768

[edytuj] Interfejs IP

Moduł UDP musi być w stanie określić źródłowe i docelowe adresy internetowe, oraz rozróżniać pole protokołu od nagłówka. Jeden możliwy interfejs UDP/IP zwracałby cały datagram włącznie z nagłówkiem internetu jako odpowiedz na odebraną operacje. Interfejs UDP pozwoliłby także przesłać kompletny datagram wraz z nagłówkiem poprzez protokół IP. IP sprawdzałby dla zgodności niektóre pola oraz obliczał sumę kontrolną nagłówka. RFC 768

[edytuj] Enkapsulacja UDP

Miejsce UDP w podziale na warstwy TCP/IP pokazuje rysunek.

Program użytkowy
Datagram użytkownika (UDP)
Intersieć (IP)
Interfejs sieci

Enkapsulacja(kapsułkowanie) polega na umieszczeniu warstwy wyższej wewnątrz wiadomości warstwy niższej. Zanim wiadomość po stronie nadawczej zostanie wysłana, przekazywana jest w dół stosu warstwy; każda kolejna warstwa po otrzymaniu tej wiadomości od warstwy wyżej, dodaje do niej własny nagłówek i stopkę. Datagram UDP przed wysłaniem w sieć jest w taki sposób kapsułkowany w datagram IP. Nagłówek IP identyfikuje maszynę źródłową i docelową, UDP - identyfikuje porty nadawcy i odbiorcy. U odbiorcy zachodzi proces odwrotny. Wiadomość przekazywana jest w górę stosu warstw i każda kolejna warstwa interpretuje, a następnie usuwa nagłówek dodany poprzednio przez te sama warstwę u nadawcy. Więc u odbiorcy pakiet dociera do najniższej warstwy oprogramowania sieciowego i wędruje ku coraz wyższym warstwom. Każda z nich usuwa jeden nagłówek, oczekujący proces otrzymuje komunikat bez nagłówków. Datagram UDP otrzymany od IP na maszynie docelowej jest identyczny z tym, który UDP przekazało do IP na maszynie źródłowej. Patrz art. źródłowy [[2]]

[edytuj] Zobacz też

[edytuj] Linki zewnętrzne

RFC 768 User Datagram Protocol

Protokoły sieci Internet

Warstwa aplikacji
ADSP • APPC • AppleTalk • AFP • DAP • DLC • DNS₍₅₃₎ • ed2k • FTAM • FTP_(20,21) • HTTP₍₈₀₎ • HTTPS₍₄₄₃₎ • IMAP₍₁₄₃₎ • IRC_(194,529) • Named Pipes • NCP₍₅₂₄₎ • NetBIOS_{(137,138,139)} •
NWLink • NBT • NNTP₍₁₁₉₎ • NTP₍₁₂₃₎ • PAP • POP3₍₁₁₀₎ • RPC • SNMP_(161,162) • SMTP₍₂₅₎ • SMB • SSL/TLS • SSH₍₂₂₎ • TDI • Telnet₍₂₃₎ • X.400 • X.500 • XDR • ZIP
(Cyfry w nawiasach oznaczają numery portu)