Просмотр исходного текста страницы UDP

{{Карточка протокола
|Аббр = UDP 
|Название = User Datagram Protocol
|Уровень = Транспортный
|Семейство = TCP/IP (иногда называют UDP/IP)
|Порт = 17 (в IP)
|Спецификация = RFC 768 / {{Inet-note-ref|type=std|id=6|text=STD 6}}
|Клиенты = Ядро Windows, Linux, UNIX
|Серверы = Ядро Windows, Linux, UNIX
|Расширяемость = нет
}}
'''UDP''' ({{lang-en|User Datagram Protocol}} — протокол пользовательских датаграмм) — это [[транспортный протокол]] для передачи данных в сетях [[стек протоколов TCP/IP|IP]] без установления соединения. Он является одним из самых простых протоколов [[транспортный уровень|транспортного уровня]] [[модель OSI|модели OSI]]. Его [[IP]]-идентификатор — 0x11.

В отличие от [[TCP]], UDP не гарантирует доставку пакета, поэтому аббревиатуру иногда расшифровывают как ''Unreliable Datagram Protocol'' (протокол ненадёжных датаграмм). Это позволяет ему гораздо быстрее и эффективнее доставлять данные для приложений, которым требуется большая пропускная способность линий связи, либо требуется малое время доставки данных.

== Состав UDP-датаграммы ==

Первые 64 [[бит]]а (8 [[байт]]) [[датаграмма|датаграммы]] представляют собой UDP-заголовок, остальные биты — данные сообщения:

{| class="standard"
 !Биты 
 !0||1||2||3||4||5||6||7||8||9||10||11||12||13||14||15||16||17||18||19||20||21||22||23||24||25||26||27||28||29||30||31
 |- align="center"
 !0-31
 |colspan=16 |Порт отправителя (Source port)
 |colspan=16 |Порт получателя (Destination port)
 |- align="center"
 !32-63
 |colspan=16 |Длина датаграммы (Length)
 |colspan=16 |Контрольная сумма (Checksum)
 |- align="center"
 !64-...
 |colspan=32 style="padding: 20px 0" |Данные (Data)
 |}

Значение поля «длина датаграммы» указывает на длину ''всего'' UDP-сообщения, то есть включая и UDP-заголовок. Измеряется в октетах (байтах).

=== Максимальная длина данных ===

Для вычисления максимальной длины данных в UDP-сообщении необходимо учесть, что UDP-сообщение в свою очередь является содержимым области данных IP-сообщения. Максимальная длина IP-сообщения (с учетом заголовка) равна ''65535'' октетов. Потому максимальная длина UDP-сообщения (за вычетом минимального IP-заголовка) равна ''65535 − 20 = 65515'' октетов. Длина заголовка UDP-сообщения равна 8 октетам, следовательно, максимальная длина данных в UDP-сообщении равна ''65515 − 8 = 65507'' октетов. На практике сообщения максимальной длины не используются — ограничиваются ''8192'' октетами данных.

{| class="standard"
 !Октеты
 !colspan=2 |IP-сообщение
 |- 
 !rowspan=2 |65535
 !20
 |align="center" style="padding: 5px 10px" |Минимальный IP-заголовок
 |-
 !65515
 |align="center" style="padding: 5px 10px" |Данные IP-сообщения:
 {| class="standard" style="margin: 5px 0"
  !colspan=3 |UDP-сообщение
  |- 
  !8
  |align="center" style="padding: 5px 10px" |UDP-заголовок
  |-
  !65507
  |align="center" style="padding: 5px 10px" |Данные UDP-сообщения
  |}
 |}

=== Псевдозаголовок ===
UDP-заголовок не содержит информации об адресе отправителя и получателя, поэтому даже при совпадении порта получателя нельзя с точностью сказать, что сообщение пришло в нужное место. Для проверки того, что UDP-сообщение достигло пункта своего назначения, используется дополнительный псевдозаголовок:

{| class="standard"
 !Биты 
 !0||1||2||3||4||5||6||7||8||9||10||11||12||13||14||15||16||17||18||19||20||21||22||23||24||25||26||27||28||29||30||31
 |- align="center"
 !0-31
 |colspan=32 |IP-адрес отправителя (Source address)
 |- align="center"
 !32-63
 |colspan=32 |IP-адрес получателя (Destination address)
 |- align="center"
 !64-95
 |0||0||0||0||0||0||0||0
 |colspan=8 |Протокол (Protocol)
 |colspan=16 |Длина UDP-датаграммы (UDP length)
 |}

Поле «протокол» содержит в себе значение 17 (00010001 в двоичном виде, 0x11 — в шестнадцатеричном) — идентификатор UDP-протокола. Поле «длина UDP-датаграммы» содержит в себе длину UDP-сообщения (UDP-заголовок + данные; длина псевдозаголовка не учитывается) в октетах, то есть совпадает с одноименным полем в UDP-заголовке.

Псевдозаголовок не включается в UDP-сообщение. Он используется для расчета контрольной суммы перед отправлением сообщения и при его получении (получатель составляет свой псевдозаголовок, используя адрес хоста, с которого пришло сообщение, и собственный адрес, а затем считает контрольную сумму).

=== Расчёт контрольной суммы ===
Перед расчетом контрольной суммы UDP-сообщение дополняется в конце нулевыми битами до длины, кратной 16 битам (псевдозаголовок и добавочные нулевые биты не отправляются вместе с сообщением). Поле контрольной суммы в UDP-заголовке во время расчета контрольной суммы ''отправляемого'' сообщения принимается нулевым.

Для расчета контрольной суммы псевдозаголовок и UDP-сообщение разбивается на слова (1 слово = 2 байта (октета) = 16 бит). Затем рассчитывается поразрядное дополнение до единицы суммы всех слов с поразрядным дополнением. Результат записывается в соответствующее поле в UDP-заголовке.

В том случае, если контрольная сумма получилась равной нулю, поле заполняют единицами. Если контрольную сумму не требуется рассчитывать, значение поля оставляют нулевым.

При получении сообщения получатель считает контрольную сумму заново (уже учитывая поле контрольной суммы), и, если в результате получится двоичное число из шестнадцати единиц (то есть 0xffff), то контрольная сумма считается сошедшейся, и сообщение принимается.

==== Пример расчёта контрольной суммы ====
Для примера расчитаем контрольную сумму нескольких 16-битных слов: ''0x398a'', ''0xf802'', ''0x14b2'', ''0xc281''. Находим их сумму с поразрядным дополнением:

''0x398a + 0xf802 = 0x1318c = 0x318d'' ;<br />
''0x318d + 0x14b2 = 0x463f'' ;<br />
''0x463f + 0xc281 = 0x108c0 = 0x08c1'' .

Теперь находим поразрядное дополнение до единицы полученного результата:

''0x08c1 = 0000 1000 1100 0001 → 1111 0111 0011 1110 = 0xf73e'' или, проще — ''0xffff − 0x08c1 = 0xf73e''.

Это и есть искомая контрольная сумма.

== Использование ==

Недостаточная надёжность протокола может выражаться как в потере отдельных пакетов, так и в их дублировании. UDP используется при передаче [[Потоковое мультимедиа|потокового видео]], [[игра реального времени|игр реального времени]], а также некоторых других типов данных.

Ненадёжность протокола UDP надо понимать в том смысле, что в случаях влияния внешних факторов, приводящих к сбоям, протокол UDP не предусматривает стандартного механизма повторения передачи потерянных пакетов. В этом смысле он настолько же надежен, как и протокол [[ICMP]].

Если приложению требуется большая надёжность, то используется протокол [[TCP]] или [[SCTP]], либо реализуется какой-нибудь свой нестандартный алгоритм повторения передач в зависимости от условий.

UDP используется в следующих протоколах:
* [[DNS]]
* [[RTP]] и [[RTCP]]
* [[TFTP]]
* [[SNTP]]
* [[NTP]]
* [[Network File System|NFS]]

== См. также ==
* [[Зарезервированные порты TCP/UDP]]
* [[Список портов TCP и UDP]]

== Ссылки ==
* RFC 768
* [http://www.iana.org/assignments/port-numbers IANA Port Assignments]
* [http://book.itep.ru/4/44/udp_442.htm «Протокол UDP», Семенов Ю. А.]
* [http://www.nbuv.gov.ua/books/19/tcp/ip-11.htm Д. Комер. Межсетевой обмен с помощью TCP/IP. Глава 11. Протокол UDP.]
{{IPstack}}

[[en:User Datagram Protocol]]