Протокол доставки для користувача дейтаграм UDP

Завданням протоколу транспортного рівня UDP (User Datagram Protocol) є передача даних між прикладними процесами без гарантій доставки, тому його пакети можуть бути втрачені, дубльовані або прийти не в тому порядку, в якому вони були відправлені. Зарезервовані і доступні порти UDP

У той час, як завданням мережевого рівня є передача даних між довільними вузлами мережі, завдання транспортного рівня полягає в передачі даних між будь-якими прикладними процесами, що виконуються на будь-яких вузлах мережі. Дійсно, після того, як пакет засобами протоколу IP доставлений в комп'ютер-отримувач, дані необхідно направити конкретному процесу-одержувачу. Кожен комп'ютер може виконувати декілька процесів, більше того, прикладний процес теж може мати кілька точок входу, що виступають як адреси призначення для пакетів даних.

Пакети, що надходять на транспортний рівень, організовуються операційною системою у вигляді безлічі черг до точок входу різних прикладних процесів. У термінології TCP/IP такі системні черзі називаються портами. Таким чином, адресою призначення, який використовується на транспортному рівні, є ідентифікатор (номер) порту прикладного сервісу. Номер порту, що задається транспортним рівнем, у сукупності з номером мережі і номером комп'ютера, які задаються мережевим рівнем, однозначно визначають прикладний процес в мережі.

Призначення номерів портів прикладним процесам здійснюється або централізовано, якщо ці процеси є популярні загальнодоступні сервіси, типу сервісу віддаленого доступу до файлів TFTP (Trivial FTP) або сервісу віддаленого управління telnet, або локально для тих сервісів, які ще не стали настільки поширеними, щоб за ними закріплювати стандартні (зарезервовані) номери.

Централізоване присвоєння сервісів номерів портів виконується організацією Internet Assigned Numbers Authority. Ці номери потім закріплюються і опубліковується в стандартах Internet. Наприклад, згаданому вище сервісу віддаленого доступу до файлів TFTP визначено стандартний номер порту 69.

Локальне присвоєння номера порту полягає в тому, що розробник деякого програми просто пов'язує з ним будь-який доступний, довільно вибраний числовий ідентифікатор, звертаючи увагу на те, щоб він не входив до числа зарезервованих номерів портів. Надалі всі вилучені запити до даного додатку від інших програм слід адресуватися із зазначенням призначеного йому номер порту. Мультиплексування і демультиплексування прикладних протоколів за допомогою протоколу UDP

Протокол UDP веде для кожного порту дві черги: черга пакетів, що надходять у даний порт з мережі, і черга пакетів, що відправляються даними портом в мережу.

Процедура обслуговування протоколом UDP запитів, що надходять від кількох різних прикладних сервісів, називається мультиплексуванням.

Розподіл протоколом UDP що надходять від мережевого рівня пакетів між набором високорівневих сервісів, ідентифікованих номерами портів, називається демультиплексування (малюнок 5.1).

Рис. 5.1.

Хоча до послуг протоколу UDP може звернутися будь-який додаток, багато хто з них вважає за краще мати справу з іншим, більш складним протоколом транспортного рівня TCP. Справа в тому, що протокол UDP виступає простим посередником між мережним рівнем і прикладними сервісами, і, на відміну від TCP, не бере на себе ніяких функцій щодо забезпечення надійності передачі. UDP є дейтаграмним протоколом, тобто він не встановлює логічного з'єднання, не нумерує і НЕ впорядковує пакети даних.

З іншого боку, функціональна простота протоколу UDP обумовлює простоту його алгоритму, компактність і високу швидкодію. Тому ті додатки, у яких реалізований власний, досить надійний, механізм обміну повідомленнями, заснований на встановленні з'єднання, віддають перевагу для безпосередньої передачі даних по мережі використовувати менш надійні, але більш швидкі засоби транспортування, в якості яких по відношенню до протоколу TCP і виступає протокол UDP. Протокол UDP може бути використаний і в тому випадку, коли гарна якість каналів зв'язку забезпечує достатній рівень надійності та без застосування додаткових прийомів типу встановлення логічного з'єднання і квітірованія переданих пакетів. Формат повідомлень UDP

Одиниця даних протоколу UDP називається UDP-пакетом або користувача дейтаграми (user datagram). UDP-пакет складається із заголовка і поля даних, у якому розміщується пакет прикладного рівня. Заголовок має простий формат і складається з чотирьох багатобайтових полів:  UDP source port - номер порту процесу-відправника,  UDP destination port - номер порту процесу-одержувача,  UDP message length - довжина UDP-пакету в байтах,  UDP checksum - контрольна сума UDP-пакета

Не всі поля UDP-пакета обов'язково повинні бути заповнені. Якщо надсилається дейтаграмма не передбачає відповіді, то на місці адреси відправника можуть поміщатися нулі. Можна відмовитися і від підрахунку контрольної суми, однак варто врахувати, що протокол IP підраховує контрольну суму тільки для заголовка IP-пакету, ігноруючи поле даних.