Протокол UDP

Что такое протокол UDP?

UDP — это протокол, который обеспечивает обслуживание без установления соединения, таким образом UDP не гарантирует доставку или проверки последовательности для любой дейтаграммы. Хост, который нуждается в надежной связи должен использовать либо протокол TCP либо программу, которая будет сама следить за последовательностью дейтаграмм и подтверждать прием каждого пакета. UDP — это аббревиатура от User Datagram Protocol (Протокол Пользовательских Дейтаграмм) является протоколом стандарта TCP/IP, определенный в стандарте RFC 768, «User Datagram Protocol (UDP)». UDP используется вместо TCP для быстрой и ненадежной транспортировки данных между TCP/IP хостами.

Автором протокола UDP является Дэвид П. Рид созданный в 1980 году.

Чувствительные ко времени приложения часто используют UDP (видеоданные), так как предпочтительнее сбросить пакеты, чем ждать задержавшиеся пакеты, что может оказаться невозможным в системах реального времени. Также потеря одного или нескольких кадров, при передаче видеоданных по UDP, не так критична, в отличии от передачи бинарных файлов, где потеря одно пакета может привести к искажению всего файла. Еще одним преимуществом протокола UDP является то, что длина заголовка UDP составляет 4 байта, а у TCP протокола — 20 байт.

UDP сообщения инкапсулируются и передаются в IP дейтаграммы.

UDP заголовок

На рисунке показаны поля, присутствующие в UDP заголовке.

• Порт отправителя — в этом поле указывается номер порта отправителя. Предполагается, что это значение задает порт, на который при необходимости будет посылаться ответ. В противном же случае, значение должно быть равным 0. Если хостом-источником является клиент, то номер порта будет, скорее всего, эфемерным. Если источником является сервер, то его порт будет одним из «хорошо известных».
• Порт получателя — это поле обязательно и содержит порт получателя. Аналогично порту отправителя, если клиент — хост-получатель, то номер порта эфемерный, иначе (сервер — получатель) это «хорошо известный порт».
• Длина дейтаграммы — поле, задающее длину всей дейтаграммы (заголовка и данных) в байтах. Минимальная длина равна длине заголовка — 8 байт. Теоретически, максимальный размер поля — 65535 байт для UDP-дейтаграммы (8 байт на заголовок и 65527 на данные). Фактический предел для длины данных при использовании IPv4 — 65507 (помимо 8 байт на UDP-заголовок требуется еще 20 на IP-заголовок).
• Контрольная сумма — поле контрольной суммы используется для проверки заголовка и данных на ошибки. Если сумма не сгенерирована передатчиком, то поле заполняется нулями.

Рассмотрим структуру заголовка UDP с помощью сетевого анализатора Wireshark:

UDP порты

Так как на одном и том же компьютере могут быть запущены несколько программ, то для доставки UDP-пакета конкретной программе, используется уникальный идентификатор каждой программы или номер порта.

Номер порта — это условное 16-битное число от 1 до 65535, указывающее, какой программе предназначается пакет.

UDP порты обеспечивают возможность для отправки и получения сообщений UDP. UDP порт функционирует как одиночная очередь сообщений для получения всех дейтаграмм, предназначенных для программы, указанной номером порта протокола. Это означает, что UDP-программы могут получать более одного сообщения за раз.

Все номера портов UDP, которые меньше чем 1024 — зарезервированы и зарегистрированы в Internet Assigned Numbers Authority (IANA).
Номера портов UDP и TCP не пересекаются.

Каждый порт UDP идентифицируется под зарезервированным или известным номером порта. В следующей таблице показан частичный список известных номеров портов UDP, которые используются стандартные UDP-программы.

Порт (TCP/UDP)

Сетевой порт — параметр протоколов UDP, определяющий назначение пакетов данных в формате

Это условное число от 0 до 65535, позволяющие различным программам, выполняемым на одном хосте, получать данные независимо друг от друга (предоставляют так называемые сетевые сервисы). Каждая программа обрабатывает данные, поступающие на определённый порт (иногда говорят, что программа «слушает» этот номер порта).

Обычно за некоторыми распространёнными сетевыми протоколами закреплены стандартные номера портов (например, веб-серверы обычно принимают данные по протоколу TCP-порт 80), хотя в большинстве случаев программа может использовать любой порт.

Содержание

Номера портов

Порты TCP не пересекаются с портами UDP. То есть, порт 1234 протокола TCP не будет мешать обмену по UDP через порт 1234.

Ряд номеров портов стандартизован (см. Список портов TCP и UDP). Список поддерживается некоммерческой организацией операционных систем прослушивание портов с номерами 0—1023 (почти все из которых зарегистрированы) требует особых привилегий. Каждый из остальных портов может быть захвачен первым запросившим его процессом. Однако, зарегистрировано номеров намного больше, чем 1023.

Краткий список номеров портов

Подразумевается использование протокола TCP там, где не оговорено иное.

Порты отправителя и получателя

На самом деле, TCP- или UDP-пакеты всегда содержат два поля номера порта: отправителя и получателя. Тип обслуживающей программы определяется портом получателя поступающих запросов, и этот же номер является портом отправителя ответов. «Обратный» порт (порт отправителя запросов, он же порт получателя ответов) при подключении по TCP определяется клиентом произвольно (хотя номера меньше 1024 и уже занятых портов не назначаются), и для пользователя интереса не представляет. Использование обратных номеров портов в UDP зависит от реализации.

Использование портов для различных кодировок

Разные порты веб-сервера могут использоваться для поддержки различных кодировок текста, отправляемого браузеру посетителя. При этом по стандартному порту (80) находится сплеш-скрин с выбором кодировки, перенаправляющий в зависимости от кодировки на различные порты того же самого хоста. [1]

Эта технология в настоящее время практически не применяется для веб-сайтов в связи с развитием поддержки кодировок в браузерах. У многих

Ссылки

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Порт (TCP/UDP)» в других словарях:

Порт (TCP/IP) — У этого термина существуют и другие значения, см. Порт (значения). В протоколах TCP и UDP (семейства TCP/IP) порт идентифицируемый номером системный ресурс, выделяемый приложению, выполняемому на некотором сетевом хосте, для связи с… … Википедия

Зарезервированные порты TCP/UDP — Для системных и некоторых популярных программ выделены общепринятые порты с номерами от 0 до 1023, называемые привилегированными или зарезервированными. Порты с номерами 1024 49151 называются зарегистрированными портами. Порты с номерами 1024… … Википедия

UDP — Название: User Datagram Protocol Уровень (по модели OSI): Транспортный Семейство: TCP/IP (иногда называют UDP/IP) Порт/ID: 17 (в IP) Спецификация: RFC 768 / STD 6 Основ … Википедия

TCP/IP — Стек протоколов TCP/IP (англ. Transmission Control Protocol/Internet Protocol) набор сетевых протоколов разных уровней модели сетевого взаимодействия DOD, используемых в сетях. Протоколы работают друг с другом в стеке (англ. stack, стопка)… … Википедия

TCP — Название: Transport Control Protocol Уровень (по модели OSI): Транспортный Семейство: TCP/IP Порт/ID: 6/IP Спецификация: RFC 793 / STD 7 Основные реализации … Википедия

UDP-пакет — UDP Название: User Datagram Protocol Уровень (по модели OSI): Транспортный Семейство: TCP/IP (иногда называют UDP/IP) Порт/ID: 17 (в IP) Спецификация: RFC 768 / STD 6 Основные реализации (клиенты): Ядро Windows, Linux, UNIX … Википедия

Udp — Название: User Datagram Protocol Уровень (по модели OSI): Транспортный Семейство: TCP/IP (иногда называют UDP/IP) Порт/ID: 17 (в IP) Спецификация: RFC 768 / STD 6 Основные реализации (клиенты): Ядро Windows, Linux, UNIX … Википедия

Tcp — Название: Transmission Control Protocol Уровень (по модели OSI): Транспортный Семейство: TCP/IP Порт/ID: 6/IP Спецификация: RFC 793 / STD 7 Основные реализации: Linux, Windows Расширяемость … Википедия

Порт (значения) — Порт: В Викисловаре есть статья «порт» Порт (лат. portus «гавань», «пристань») … Википедия

TCP-порт — Сетевой порт параметр протоколов UDP, определяющий назначение пакетов данных в формате Это условное число от 0 до 65535, позволяющие различным программам, выполняемым на одном хосте, получать данные независимо друг от друга (предоставляют так… … Википедия

ИТ База знаний

Курс по Asterisk

Полезно

— Узнать IP — адрес компьютера в интернете

— Онлайн генератор устойчивых паролей

— Онлайн калькулятор подсетей

— Калькулятор инсталляции IP — АТС Asterisk

— Руководство администратора FreePBX на русском языке

— Руководство администратора Cisco UCM/CME на русском языке

— Руководство администратора по Linux/Unix

Навигация

Серверные решения

Телефония

FreePBX и Asterisk

Настройка программных телефонов

Корпоративные сети

Протоколы и стандарты

Популярное и похожее

Курс по сетям

Модель OSI – это просто!

TCP и UDP – в чем разница?

Что такое MAC — адрес и как его узнать?

Основы IPv4 Access Control Lists

VLAN: основы виртуальных локальных сетей

Управление очередями и буферизация

Топология сети | Для чего?

Еженедельный дайджест

Нужно знать: про TCP и UDP

12 минут чтения

Обучайся в Merion Academy

Пройди курс по сетевым технологиям

Начать

UDP предоставляет приложениям сервис для обмена сообщениями. В отличие от TCP, UDP не требует установления соединения и не обеспечивает надежности, работы с окнами, переупорядочивания полученных данных и сегментации больших фрагментов данных на нужный размер для передачи. Однако UDP предоставляет некоторые функции TCP, такие как передача данных и мультиплексирование с использованием номеров портов, и делает это с меньшим объемом служебных данных и меньшими затратами на обработку, чем TCP.

Передача данных UDP отличается от передачи данных TCP тем, что не выполняется переупорядочевание или восстановление. Приложения, использующие UDP, толерантны к потерянным данным, или у них есть какой-то прикладной механизм для восстановления потерянных данных. Например, VoIP использует UDP, потому что, если голосовой пакет потерян, к тому времени, когда потеря может быть замечена и пакет будет повторно передан, произойдет слишком большая задержка, и голос будет неразборчивым. Кроме того, запросы DNS используют UDP, потому что пользователь будет повторять операцию, если разрешение DNS не удается. В качестве другого примера, сетевая файловая система (NFS), приложение удаленной файловой системы, выполняет восстановление с помощью кода уровня приложения, поэтому функции UDP приемлемы для NFS.

На рисунке 10 показан формат заголовка UDP. Самое главное, обратите внимание, что заголовок включает поля порта источника и назначения для той же цели, что и TCP. Однако UDP имеет только 8 байтов по сравнению с 20-байтовым заголовком TCP, показанным на рисунке 1-1. UDP требует более короткого заголовка, чем TCP, просто потому, что у UDP меньше работы.

Приложения TCP / IP

Вся цель построения корпоративной сети или подключения небольшой домашней или офисной сети к Интернету состоит в использовании таких приложений, как просмотр веб-страниц, обмен текстовыми сообщениями, электронная почта, загрузка файлов, голос и видео. В этом подразделе исследуется одно конкретное приложение — просмотр веб-страниц с использованием протокола передачи гипертекста (HTTP).

Всемирная паутина (WWW) состоит из всех подключенных к Интернету веб-серверов в мире, а также всех подключенных к Интернету хостов с веб-браузерами. Веб-серверы, которые состоят из программного обеспечения веб-сервера, запущенного на компьютере, хранят информацию (в виде веб-страниц), которая может быть полезна для разных людей. Веб-браузер, представляющий собой программное обеспечение, установленное на компьютере конечного пользователя, предоставляет средства для подключения к веб-серверу и отображения веб-страниц, хранящихся на веб-сервере. Хотя большинство людей используют термин «веб-браузер» или просто «браузер«, веб-браузеры также называются веб-клиентами, потому что они получают услугу с веб-сервера.

Чтобы этот процесс работал, необходимо выполнить несколько определенных функций прикладного уровня. Пользователь должен каким-то образом идентифицировать сервер, конкретную веб-страницу и протокол, используемый для получения данных с сервера. Клиент должен найти IP-адрес сервера на основе имени сервера, обычно используя DNS. Клиент должен запросить веб-страницу, которая на самом деле состоит из нескольких отдельных файлов, а сервер должен отправить файлы в веб-браузер. Наконец, для приложений электронной коммерции (электронной коммерции) передача данных, особенно конфиденциальных финансовых данных, должна быть безопасной. В следующих подразделах рассматривается каждая из этих функций.

Унифицированные идентификаторы ресурсов

Чтобы браузер отображал веб-страницу, он должен идентифицировать сервер, на котором находится эта веб-страница, а также другую информацию, которая идентифицирует конкретную веб-страницу. Большинство веб-серверов имеют множество веб-страниц. Например, если вы используете веб-браузер для просмотра www.cisco.com и щелкаете по этой веб-странице, вы увидите другую веб-страницу. Щелкните еще раз, и вы увидите другую веб-страницу. В каждом случае щелчок идентифицирует IP-адрес сервера, а также конкретную веб-страницу, при этом детали в основном скрыты от вас. (Эти интерактивные элементы на веб-странице, которые, в свою очередь, переводят вас на другую веб-страницу, называются ссылками.)

Пользователь браузера может идентифицировать веб-страницу, когда вы щелкаете что-либо на веб-странице или когда вы вводите унифицированный идентификатор ресурса (URI) в адресную область браузера. Оба варианта — щелчок по ссылке и ввод URI — относятся к URI, потому что, когда вы щелкаете ссылку на веб-странице, эта ссылка фактически ссылается на URI.

Большинство браузеров поддерживают какой-либо способ просмотра скрытого URI, на который ссылается ссылка. В некоторых браузерах наведите указатель мыши на ссылку, щелкните правой кнопкой мыши и выберите «Свойства». Во всплывающем окне должен отображаться URI, на который будет направлен браузер, если вы нажмете эту ссылку.

В просторечии многие люди используют термины веб-адрес или аналогичные связанные термины Universal Resource Locator (или Uniform Resource Locator [URL]) вместо URI, но URI действительно является правильным формальным термином. Фактически, URL-адрес используется чаще, чем URI, уже много лет. Однако IETF (группа, определяющая TCP / IP) вместе с консорциумом W3C (W3.org, консорциум, разрабатывающий веб-стандарты) предприняли согласованные усилия по стандартизации использования URI в качестве общего термина.

С практической точки зрения, URI, используемые для подключения к веб-серверу, включают три ключевых компонента, как показано на рисунке 11. На рисунке показаны формальные имена полей URI. Что еще более важно для понимания, обратите внимание, что текст перед :// определяет протокол, используемый для подключения к серверу, текст между // и / идентифицирует сервер по имени, а текст после / идентифицирует веб-страницу.

В этом случае используется протокол передачи гипертекста (HTTP), имя хоста — www.certskills.com, а имя веб-страницы — blog.

Поиск веб-сервера с помощью DNS

Хост может использовать DNS для обнаружения IP-адреса, соответствующего определенному имени хоста. В URI обычно указывается имя сервера — имя, которое можно использовать для динамического изучения IP-адреса, используемого этим же сервером. Веб-браузер не может отправить IP-пакет на имя назначения, но он может отправить пакет на IP-адрес назначения. Итак, прежде чем браузер сможет отправить пакет на веб-сервер, браузеру обычно необходимо преобразовать имя внутри URI в соответствующий IP-адрес этого имени.

Чтобы собрать воедино несколько концепций, на рисунке 12 показан процесс DNS, инициированный веб-браузером, а также некоторая другая связанная информация. С базовой точки зрения пользователь вводит URI (в данном случае http://www.exempel.com/go/learningnetwork), преобразует имя www.exempel.com в правильный IP-адрес и начинает отправлять пакеты на веб сервер.

Шаги, показанные на рисунке, следующие:

• Пользователь вводит URI http://www.exempel.com/go/learningnetwork в адресную область браузера.
• Клиент отправляет DNS-запрос на DNS-сервер. Обычно клиент узнает IP-адрес DNS-сервера через DHCP. Обратите внимание, что запрос DNS использует заголовок UDP с портом назначения 53-го известного порта DNS (см. таблицу 2 ранее в этой лекции, где приведен список популярных хорошо известных портов).
• DNS-сервер отправляет ответ, в котором IP-адрес 198.133.219.25 указан как IP-адрес www.exemple.com. Также обратите внимание, что ответ показывает IP-адрес назначения 64.100.1.1, IP-адрес клиента. Он также показывает заголовок UDP с портом источника 53; исходный порт — 53, потому что данные получены или отправлены DNS-сервером.
• Клиент начинает процесс установления нового TCP-соединения с веб-сервером. Обратите внимание, что IP-адрес назначения — это только что изученный IP-адрес веб-сервера. Пакет включает заголовок TCP, потому что HTTP использует TCP. Также обратите внимание, что TCP-порт назначения — 80, хорошо известный порт для HTTP. Наконец, отображается бит SYN, как напоминание о том, что процесс установления TCP-соединения начинается с сегмента TCP с включенным битом SYN (двоичная 1).

Пример на рисунке 12 показывает, что происходит, когда клиентский хост не знает IP-адрес, связанный с именем хоста, но предприятие знает адрес. Однако хосты могут кэшировать результаты DNS-запросов, так что какое-то время клиенту не нужно запрашивать DNS для разрешения имени. Также DNS-сервер может кэшировать результаты предыдущих DNS-запросов; например, корпоративный DNS-сервер на рисунке 12 обычно не имеет настроенной информации об именах хостов в доменах за пределами этого предприятия, поэтому в этом примере DNS-сервер кэшировал адрес, связанный с именем хоста www.example.com.

Когда локальный DNS не знает адрес, связанный с именем хоста, ему необходимо обратиться за помощью. На рисунке 13 показан пример с тем же клиентом, что и на рисунке 12. В этом случае корпоративный DNS действует как рекурсивный DNS-сервер, отправляя повторяющиеся DNS-сообщения, чтобы идентифицировать авторитетный DNS-сервер.

Шаги, показанные на рисунке, следующие:

1. Клиент отправляет DNS-запрос для www.exemple.com на известный ему DNS-сервер, который является корпоративным DNS-сервером.
2. (Рекурсивный) корпоративный DNS-сервер еще не знает ответа, но он не отклоняет DNS-запрос клиента. Вместо этого он следует повторяющемуся (рекурсивному) процессу (показанному как шаги 2, 3 и 4), начиная с DNS-запроса, отправленного на корневой DNS-сервер. Корень также не предоставляет адрес, но он предоставляет IP-адрес другого DNS-сервера, ответственного за домен верхнего уровня .com.
3. Рекурсивный корпоративный DNS-сервер отправляет следующий DNS-запрос DNS-серверу, полученному на предыдущем шаге, — на этот раз DNS-серверу TLD для домена .com. Этот DNS также не знает адреса, но знает DNS-сервер, который должен быть официальным DNS-сервером для домена exemple.com, поэтому он предоставляет адрес этого DNS-сервера.
4. Корпоративный DNS отправляет другой DNS-запрос DNS-серверу, адрес которого был получен на предыдущем шаге, снова запрашивая разрешение имени www.exeple.com. Этот DNS-сервер, официальный сервер exemple.com, предоставляет адрес.
5. Корпоративный DNS-сервер возвращает DNS-ответ клиенту, предоставляя IP-адрес, запрошенный на шаге 1.

Передача файлов по HTTP

После того, как веб-клиент (браузер) создал TCP-соединение с веб-сервером, клиент может начать запрашивать веб-страницу с сервера. Чаще всего для передачи веб-страницы используется протокол HTTP. Протокол прикладного уровня HTTP, определенный в RFC 7230, определяет, как файлы могут передаваться между двумя компьютерами. HTTP был специально создан для передачи файлов между веб-серверами и веб-клиентами.

HTTP определяет несколько команд и ответов, из которых наиболее часто используется запрос HTTP GET. Чтобы получить файл с веб-сервера, клиент отправляет на сервер HTTP-запрос GET с указанием имени файла. Если сервер решает отправить файл, он отправляет ответ HTTP GET с кодом возврата 200 (что означает ОК) вместе с содержимым файла.

Для HTTP-запросов существует множество кодов возврата. Например, если на сервере нет запрошенного файла, он выдает код возврата 404, что означает «файл не найден». Большинство веб-браузеров не показывают конкретные числовые коды возврата HTTP, вместо этого отображая ответ, такой как «страница не найдена», в ответ на получение кода возврата 404.

Веб-страницы обычно состоят из нескольких файлов, называемых объектами. Большинство веб-страниц содержат текст, а также несколько графических изображений, анимированную рекламу и, возможно, видео и звук. Каждый из этих компонентов хранится как отдельный объект (файл) на веб-сервере. Чтобы получить их все, веб-браузер получает первый файл. Этот файл может (и обычно делает) включать ссылки на другие URI, поэтому браузер затем также запрашивает другие объекты. На рисунке 14 показана общая идея, когда браузер получает первый файл, а затем два других.

В этом случае, после того, как веб-браузер получает первый файл — тот, который в URI называется «/go/ccna«, браузер читает и интерпретирует этот файл. Помимо частей веб-страницы, файл ссылается на два других файла, поэтому браузер выдает два дополнительных запроса HTTP GET. Обратите внимание, что, даже если это не показано на рисунке, все эти команды проходят через одно (или, возможно, несколько) TCP-соединение между клиентом и сервером. Это означает, что TCP обеспечит исправление ошибок, гарантируя доставку данных.

Как принимающий хост определяет правильное принимающее приложение

Эта лекция завершается обсуждением процесса, с помощью которого хост при получении любого сообщения по любой сети может решить, какая из множества своих прикладных программ должна обрабатывать полученные данные.

В качестве примера рассмотрим хост A, показанный слева на рисунке 15. На хосте открыто три разных окна веб-браузера, каждое из которых использует уникальный TCP-порт. На хосте A также открыт почтовый клиент и окно чата, оба из которых используют TCP. И электронная почта, и чат-приложения используют уникальный номер TCP-порта на хосте A, как показано на рисунке.

В этой части лекции показано несколько примеров того, как протоколы транспортного уровня используют поле номера порта назначения в заголовке TCP или UDP для идентификации принимающего приложения. Например, если значение TCP-порта назначения на рисунке 15 равно 49124, хост A будет знать, что данные предназначены для первого из трех окон веб-браузера.

Прежде чем принимающий хост сможет проверить заголовок TCP или UDP и найти поле порта назначения, он должен сначала обработать внешние заголовки в сообщении. Если входящее сообщение представляет собой кадр Ethernet, который инкапсулирует пакет IPv4, заголовки выглядят так, как показано на рисунке 16.

Принимающему узлу необходимо просмотреть несколько полей, по одному на заголовок, чтобы идентифицировать следующий заголовок или поле в полученном сообщении. Например, хост A использует сетевой адаптер Ethernet для подключения к сети, поэтому полученное сообщение представляет собой кадр Ethernet. Поле типа Ethernet определяет тип заголовка, который следует за заголовком Ethernet — в данном случае со значением шестнадцатеричного значения 0800, заголовком IPv4.

Заголовок IPv4 имеет аналогичное поле, называемое полем протокола IP. Поле протокола IPv4 имеет стандартный список значений, которые идентифицируют следующий заголовок, с десятичным числом 6, используемым для TCP, и десятичным числом 17, используемым для UDP. В этом случае значение 6 определяет заголовок TCP, следующий за заголовком IPv4. Как только принимающий хост понимает, что заголовок TCP существует, он может обработать поле порта назначения, чтобы определить, какой процесс локального приложения должен получить данные.