Protocolo de datagrama do usuário: arquitetura, funcionamento e suas aplicações

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O User Datagram Protocol (UDP) em redes de computadores foi desenvolvido em 1980 por David P. Reed. É um protocolo padrão e faz parte do protocolo TCP/IP na internet. Este protocolo permite simplesmente que as aplicações dos computadores transmitam as mensagens em forma de datagramas de um computador para outro através da rede IP (Internet Protocol). Este UDP é um protocolo de comunicação alternativo ao protocolo de controle de transmissão. Este protocolo fornece um conjunto de regras como um TCP que determina como as informações devem ser trocadas na internet. Este artigo apresenta uma visão geral de UDP ou protocolo de datagrama do usuário – trabalhar com aplicativos.


O que é o protocolo de datagrama do usuário?

o protocolo de comunicação que é usado para estabelecer conexões confiáveis ​​e com menos latência entre os aplicativos da Internet é conhecido como protocolo de datagrama do usuário ou UDP. O protocolo UDP é particularmente selecionado para aplicativos baseados em tempo sensível, como reprodução de vídeos, jogos, etc. Este protocolo acelera a comunicação porque não usa mais tempo para estabelecer uma conexão sólida através do destino antes de transmitir os dados.



O UDP usa serviços IP para fornecer o melhor mecanismo de entrega. Neste protocolo, o receptor não produz uma confirmação de pacote recebido e sequencialmente, o remetente não permanece para nenhuma confirmação de pacote transmitido. Portanto, essa falha tornará esse protocolo não confiável e mais fácil de processar.

Características

o características do protocolo de datagrama do usuário inclui o seguinte.



  • Este não é um protocolo orientado a conexão.
  • A entrega de dados não é garantida.
  • Este protocolo é muito simples e apropriado para comunicações baseadas em consultas.
  • Ele transmite os pacotes em grande quantidade.
  • Um datagrama UDP é utilizado no DNS, NFS, TFTP, SNMP, etc.
  • Este protocolo é bom para dados que fluem em uma única direção.
  • Ele não fornece um mecanismo de controle de congestionamento.
  • É apropriado para aplicativos de streaming como streaming de multimídia, VoIP, etc.
  • Sem congestionamento ou controle de fluxo, o remetente pode ultrapassar o buffer do receptor.
  • Ele adiciona endereçamento e soma de verificação processo a processo ao IP.
  • Ele é usado quando o soquete é aberto no modo de datagrama.
  • Para transferência de dados, é necessário um protocolo de passo de bloqueio com UDP.

Características

o características do protocolo de datagrama do usuário inclui o seguinte.

  • Este protocolo é uma variável, bem como um protocolo do tipo sem conexão.
  • É quase um protocolo nulo.
  • Este protocolo é bom quando o fluxo de dados está em uma única direção.
  • Ao usar este protocolo, nenhum mecanismo de controle de congestionamento é fornecido.
  • Este protocolo fornece serviços de transporte mínimos.
  • UDP é um protocolo sem estado.
  • Os datagramas UDP usam um caminho semelhante e chegam na ordem correta ao destino.
  • Os aplicativos UDP são considerados não confiáveis ​​sempre.
  • O UDP fornece dados simplesmente para a rede quando o destino está preparado para obter os dados.

Arquitetura do protocolo de datagrama do usuário

Os pacotes de protocolo de datagrama do usuário são normalmente chamados de datagrama do usuário e o tamanho do cabeçalho é fixo, ou seja, 8 bytes. Vamos discutir o formato de datagrama do usuário. O cabeçalho do UDP inclui quatro campos número da porta de origem, número da porta de destino, comprimento total e soma de verificação, onde cada campo é discutido abaixo.

  Formato do cabeçalho do protocolo de datagrama do usuário
Formato do cabeçalho do protocolo de datagrama do usuário
  • O número da porta de origem é uma informação de 16 bits que reconhece qual porta vai transmitir o pacote.
  • O número da porta de destino simplesmente reconhece qual porta permitirá os dados que são dados de 16 bits usados ​​para identificar o serviço de nível de aplicativo na máquina de destino.
  • Comprimento é um campo de 16 bits que identifica todo o comprimento do pacote UDP que compreende o cabeçalho. Portanto, o valor mínimo seria de 8 bytes porque o tamanho do cabeçalho é de 8 bytes.
  • O checksum é um campo de 16 bits, que verifica se os dados estão corretos ou não, pois há uma chance de que os dados possam ser destruídos durante a transmissão. Portanto, o checksum é um campo opcional, portanto depende principalmente do aplicativo, se ele precisa escrever o checksum ou não.

Se não desejar escrever a soma de verificação, em seguida, todos os 16 bits são deixados como '0'. Neste protocolo, o campo checksum é dado a todo o pacote, ou seja, a parte de cabeçalho e dados, mas o campo checksum em IP é aplicado apenas ao campo de cabeçalho.

Como funciona o protocolo de datagrama do usuário?

O protocolo de datagrama do usuário utiliza o IP para obter um datagrama de um PC para outro. Este protocolo funciona coletando dados dentro de um pacote UDP e incluindo seus próprios dados de cabeçalho no pacote. Portanto, esses dados incluem o IP das portas de origem e de destino nas quais conversar, o comprimento do pacote e uma soma de verificação. Depois que os pacotes UDP são resumidos em um pacote IP, eles são enviados para seus destinos.

Ao contrário do TCP, este protocolo não se conecta diretamente ao computador receptor, portanto não garante a transmissão dos pacotes para os destinos corretos, mas transmite os dados e depende dos dispositivos entre os computadores transmissores e receptores para obter os dados corretamente.

A maioria dos aplicativos espera por qualquer resposta que eles supõem obter como consequência dos pacotes enviados por meio do UDP. Portanto, se algum aplicativo não obtiver uma resposta em um determinado momento, novamente o aplicativo transmitirá o pacote ou terminará de tentar.

Este protocolo utiliza um modelo de transmissão simples que não contém diálogos de handshake para fornecer ordenação, confiabilidade ou integridade de dados. Como resultado, o serviço deste protocolo é irresponsável, então os pacotes podem aparecer fora de ordem, aparecer duplicados ou desaparecer sem aviso prévio.

Diferença B/w TCP vs UDP

o diferença entre TCP e UDP inclui o seguinte.

TCP

UDP

O TCP usa uma conexão estabelecida para transmissão de dados. UDP é um protocolo sem conexão.
Este protocolo é confiável. Este protocolo não é confiável.
É capaz de sequenciamento de dados. Não é capaz de sequenciamento de dados.
Ele fornece o mecanismo para ampla verificação de erros. Ele tem um mecanismo básico de verificação de erros com somas de verificação.
Sua velocidade é mais lenta que o UDP. Sua velocidade é mais rápida que o TCP.
Não suporta transmissão. Ele suporta transmissão.
Neste protocolo, existe a possibilidade de retransmissão do pacote perdido. Não há possibilidade de retransmissão de pacotes perdidos.
Tem uma conexão de fluxo de bytes. Ele tem uma conexão de fluxo de mensagens.
Tem 20 a 60 comprimentos de cabeçalho variáveis. Tem um comprimento de cabeçalho fixo de 8 bytes.
O peso do TCP é pesado. O peso da UCP não é pesado.
Este protocolo usa técnicas de handshake como ACK, SYN e SYN-ACK. Não usa nenhuma técnica de aperto de mão.
Este protocolo é usado por FTP , SMTP, HTTP e HTTPs. Este protocolo é usado por DHCP, DNS, TFTP, RIP,  VoIP e SNMP.
A sobrecarga é alta em comparação com o UDP. A sobrecarga é muito baixa em comparação com o TCP.

Vantagens e desvantagens

o vantagens do UDP inclui o seguinte.

  • Ao usar este protocolo, a transmissão de multicast e broadcast é possível.
  • O UDP utiliza a largura de banda de forma muito eficiente porque há uma pequena sobrecarga de pacotes.
  • O UDP é muito rápido.
  • Não há buffer e numeração de pacotes.
  • Não há necessidade de aperto de mão.
  • Não há controle de congestionamento, portanto, é utilizado para aplicações baseadas em tempo real.
  • Este protocolo usa uma soma de verificação em todos os pacotes para detectar erros.
  • Este protocolo também pode ser usado em eventos onde um único pacote de dados precisa ser trocado entre os hosts.

o Desvantagens do UDP inclui o seguinte.

  • O protocolo UDP é um protocolo de transporte não confiável e sem conexão.
  • Este protocolo não utiliza nenhum controle de erro. Portanto, se este protocolo detectar algum erro no pacote recebido, ele o descartará silenciosamente.
  • Não há mecanismo de controle de congestionamento e fluxo.
  • Não há garantia de entrega.
  • O protocolo de datagrama do consumidor sofre principalmente com a perda de pacotes.
  • UDP causa perda de dados.
  • Os roteadores são um pouco descuidados com esse protocolo, portanto, nunca o retransmitem se ele travar.

Aplicações/usos do protocolo de datagrama de usuário

o aplicações ou usos do User Datagram Protocol inclui o seguinte.

  • O UDP é usado em aplicativos sensíveis ao tempo e também por servidores que respondem a pequenas consultas de uma base de clientes maior.
  • Isso é adequado para transmissões de pacotes, especialmente para transmissão em toda a rede.
  • Também é utilizado em Voice over IP, jogos online e sistemas de nomes de domínio.
  • Este protocolo é usado em aplicativos de rede como comunicações de voz, jogos e vídeo.
  • Eles são usados ​​onde a transmissão de dados sem perdas é necessária.
  • Este protocolo é utilizado para multicast, pois simplesmente suporta comutação de pacotes.
  • O UDP é usado em aplicativos que dependem de troca de dados confiável, mas devem incluir suas próprias técnicas para responder aos pacotes.
  • O UDP é usado sempre que a velocidade for crítica e não a confiabilidade.

Assim, trata-se de tudo uma visão geral do protocolo de datagrama do usuário – arquitetura, trabalhando com aplicativos. As diferentes operações do protocolo User Datagram incluem principalmente serviços sem contato, controle de fluxo e erro, encapsulamento e desencapsulamento. Os exemplos de protocolo de datagrama do usuário são; jogos online, videoconferência, VoIP (voz sobre IP) e DNA (sistema de nomes de domínio). Aqui está uma pergunta para você, quais são as portas UDP?