Протокол UDP

Порты

Протоколы UDP и TCP

В то время как задачей сетевого уровня, к которому относится протокол IP, является передача данных между произвольными узлами сети, задача транспортного уровня, которую решаю протоколы UDP и TCP, заключается в передаче данных между любыми прикладными процессами (программами), выполняющимися на любых узлах сети. Действительно, после того как пакет средствами протокола IP доставлен в компьютер-получатель, данные необходимо направить конкретному процессу или программе-получателю. Каждый компьютер может выполнять несколько процессов или программ, более того, прикладной процесс тоже может иметь несколько точек входа, выступающих в качестве адреса назначения для пакетов данных.

Пакеты, поступающие на транспортный уровень, организуются операционной системой в виде множества очередей к точкам входа различных прикладных процессов. В терминологии TCP/IP такие системные очереди называются портами. Таким образом, адресом назначения, который используется протоколом TCP, является номер порта прикладной службы. Номер порта в совокупности с номером сети и номером конечного узла однозначно определяют прикладной процесс в сети. Этот набор идентифицирующих параметров имеет название сокет (socket).

Назначение номеров портов прикладным процессам осуществляется централизованно, если эти процессы представляют собой популярные общедоступные службы. Централизованное присвоение службам номеров портов выполняется организацией IANA (Internet Assigned Numbers Authority). Эти номера затем закрепляются и опубликовываются в стандартах Internet (RFC 1700):

· порт 21 – служба удаленного доступа к файлам FTP (File Transfer Protocol),

· порт 23 – службой удаленного управления (Telnet),

· порт 25 – служба доставки электронной почты SMTP (Simple Mail Transfer Protocol),

· порт 110 – служба получения доступа к электронной почте POP3 (Post Office Protocol).

Службам, которые еще не стали столь распространенными, чтобы закреплять за ними стандартные (зарезервированные) номера, они назначаются локально.

Локальное присвоение номера порта заключается в том, что разработчик некоторого приложения просто связывает с ним любое доступное, произвольно выбранное число, обращая внимание на то, чтобы он не входил в число зарезервированных номеров портов. В дальнейшем все удаленные запросы к данному приложению от других приложений должны адресоваться с указанием назначенного ему номера порта.

Протокол UDP (User Datagram Protocol – протокол дейтаграмм пользователя) является одним из основных протоколов, расположенных непосредственно над IP. Он предоставляет прикладным процессам транспортные услуги, немногим отличающиеся от услуг протокола IP. Протокол UDP обеспечивает доставку дейтаграмм, но не требует подтверждения их получения.

К заголовку IP-пакета UDP добавляет поля порт отправителя и порт получателя, которые обеспечивают передачу информации между различными прикладными процессами, а также поля длина UDP-дейтограммы и контрольная сумма, позволяющие поддерживать целостность данных. Таким образом, если на уровне IP для определения места доставки пакета используется адрес, на уровне UDP – номер порта.

Прикладные процессы и модули UDP взаимодействуют через UDP-порты. Эти порты нумеруются, начиная с нуля. Прикладной процесс, предоставляющий некоторые услуги (сервер), ожидает сообщений, направленных в порт, специально выделенный для этих услуг. Программа-сервер ждет, когда какая-нибудь программа-клиент запросит услугу.

Данные, отправляемые прикладным процессом через модуль UDP, достигают места назначения как единое целое. Например, если процесс-отправитель производит 5 записей в порт, то процесс-получатель должен будет сделать 5 чтений. Размер каждого записанного сообщения будет совпадать с размером каждого прочитанного. Протокол UDP сохраняет границы сообщений, определяемые прикладным процессом. Он никогда не объединяет несколько сообщений в одно и не делит одно сообщение на части.

Формат протокола UDP

0 16 31
UDP-порт отправителя	UDP-порт получателя
Длина UDP-сообщения	Контрольная сумма
Данные

Длина сообщения равна числу байт в UDP-дейтограмме, включая заголовок. Поле UDP контрольная сумма содержит код, полученный в результате контрольного суммирования UDP-заголовка и поля данные. Этот протокол использует заголовок минимального размера (8 байт).

Так как максимальная длина IP-дейтограммы равна 65535 байтам, максимальная протяженность информационного поля UDP-дейтограммы составляет 65507 байт. На практике большинство систем работает с UDP-дейтограммами с длиной 8192 байта или менее.

Модуль IP передает поступающий IP-пакет модулю UDP, если в заголовке этого пакета указан код протокола UDP. Когда модуль UDP получает дейтограмму от модуля IP, он проверяет контрольную сумму, содержащуюся в ее заголовке. Если контрольная сумма равна нулю, это означает, что отправитель ее не подсчитал.

Если контрольная сумма правильная (или равна 0), то проверяется порт назначения, указанный в заголовке дейтограммы. Если прикладной процесс подключен к этому порту, то сообщение, содержащиеся в дейтаграмме, становится в очередь к прикладному процессу для прочтения. В остальных случаях дейтаграмма отбрасывается. Если дейтаграммы поступают быстрее, чем их успевает обрабатывать прикладной процесс, то при переполнении очереди сообщений поступающие дейтограммы отбрасываются модулем UDP. Следует учитывать, что во многих посылках контрольное суммирование не охватывает адреса отправителя и места назначения. При некоторых схемах маршрутизации это приводит к зацикливанию пакетов в случае повреждения его адресной части (адресат не признает его "своим").

Дата добавления: 2014-01-07