Bài viết này cần thêm chú thích nguồn gốc để kiểm chứng thông tin. UDP [User Datagram Protocol] là một trong những giao thức cốt lõi của giao thức TCP/IP. Dùng UDP, chương trình trên mạng máy tính có thể gửi những dữ liệu ngắn được gọi là datagram tới máy khác. UDP không cung cấp sự tin cậy và thứ tự truyền nhận mà TCP làm; các gói dữ liệu có thể đến không đúng thứ tự hoặc bị mất mà không có thông báo. Tuy nhiên UDP nhanh và hiệu quả hơn đối với các mục tiêu như kích thước nhỏ và yêu cầu khắt khe về thời gian. Do bản chất không trạng thái của nó nên nó hữu dụng đối với việc trả lời các truy vấn nhỏ với số lượng lớn người yêu cầu.
Những ứng dụng phổ biến sử dụng UDP như DNS [Domain Name System], ứng dụng streaming media, Voice over IP, Trivial File Transfer Protocol [TFTP], và game trực tuyến.
Bài chi tiết: Danh sách các cổng của TCP và UDP UDP dùng cổng để cho phép các giao tiếp giữa các ứng dụng diễn ra.
Cổng dùng 16 bit để đánh địa chỉ, vì vậy số của cổng nằm trong khoản 0 đến 65.535. Cổng 0 được để dành và không nên sử dụng.
Cổng từ 1 đến 1023 được gọi là cổng "well-known" và trên các hệ điều hành tựa Unix, việc gắn kết tới một trong những cổng này đòi hỏi quyền root.
Cổng 1024 đến 49.151 là cổng đã đăng ký.
Cổng từ 49.152 đến 65.535 là các cổng tạm, được dùng chủ yếu bởi client khi liên lạc với server.
UDP là giao thức hướng thông điệp nhỏ nhất của tầng giao vận hiện được mô tả trong RFC 768 của IETF.
Trong bộ giao thức TCP/IP, UDP cung cấp một giao diện rất đơn giản giữa tầng mạng bên dưới [thí dụ, IPv4] và tầng phiên làm việc hoặc tầng ứng dụng phía trên.
UDP không đảm bảo cho các tầng phía trên thông điệp đã được gửi đi và người gửi cũng không có trạng thái thông điệp UDP một khi đã được gửi [Vì lý do này đôi khi UDP còn được gọi là Unreliable Datagram Protocol].
UDP chỉ thêm các thông tin multiplexing và giao dịch. Các loại thông tin tin cậy cho việc truyền dữ liệu nếu cần phải được xây dựng ở các tầng cao hơn.
| Source Port | Destination Port |
| Length | Checksum |
Data |
Phần header của UDP chỉ chứa 4 trường dữ liệu, trong đó có 2 trường là tùy chọn [ô nền đỏ trong bảng].
Source port Trường này xác định cổng của người gửi thông tin và có ý nghĩa nếu muốn nhận thông tin phản hồi từ người nhận. Nếu không dùng đến thì đặt nó bằng 0.Destination port Trường xác định cổng nhận thông tin, và trường này là cần thiết.Length Trường có độ dài 16 bit xác định chiều dài của toàn bộ datagram: phần header và dữ liệu. Chiều dài tối thiểu là 8 byte khi gói tin không có dữ liệu, chỉ có header.Checksum Trường checksum 16 bit dùng cho việc kiểm tra lỗi của phần header và dữ liệu. Phương pháp tính checksum được định nghĩa trong RFC 768.Do thiếu tính tin cậy, các ứng dụng UDP nói chung phải chấp nhận mất mát, lỗi hoặc trùng dữ liệu. Một số ứng dụng như TFTP có nhu cầu phải thêm những kỹ thuật làm tin cậy cơ bản vào tầng ứng dụng. Hầu hết các ứng dụng UDP không cần những kỹ thuật làm tin cậy này và đôi khi nó bị bỏ đi. Streaming media, game trực tuyến và voice over IP [VoIP] là những thí dụ cho các ứng dụng thường dùng UDP. Nếu một ứng dụng đòi hỏi mức độ cao hơn về tính tin cậy, những giao thức như TCP hoặc mã erasure có thể được sử dụng để thay thế.
Thiếu những cơ chế kiểm soát tắc nghẽn và kiểm soát luồng, các kỹ thuật dựa trên mạng là cần thiết để giảm nguy hiệu ứng cơ tắc nghẽn dây chuyền do không kiểm soát, tỷ lệ tải UDP cao. Nói cách khác, vì người gởi gói UDP không thể phát hiện tắc nghẽn, các thành phần dựa trên mạng như router dùng hàng đợi gói [packet queueing] hoặc kỹ thuật bỏ gói như là những công cụ để giảm tải của UDP. Giao thức Datagram Congestion Control Protocol [DCCP] được thiết kế như một giải pháp cho vấn đề bằng cách thêm hành vi kiểm soát tắc nghẽn cho thiết bị đầu cuối cho các dòng dữ liệu UDP như streaming media.
Mặc dù tổng lượng lưu thông của UDP trên mạng thường chỉ vài phần trăm, nhưng có nhiều ứng dụng quan trọng dùng UDP, bao gồm DNS, SNMP, DHCP và RIP.
- RFC 768
- IANA Port Assignments
- The Trouble with UDP Scanning [PDF]
- Breakdown of UDP frame
- UDP on MSDN Magazine
Bài viết này vẫn còn sơ khai. Bạn có thể giúp Wikipedia mở rộng nội dung để bài được hoàn chỉnh hơn.
|
Lấy từ “//vi.wikipedia.org/w/index.php?title=UDP&oldid=58609319”
Ở bài trước mình đã giới thiệu cơ bản về mô hình TCP/IP và như đã hứa bài này mình sẽ giới thiệu về 2 giao thức TCP và UDP, sự khác nhau giữa 2 giao thức này. Bắt đầu cùng tìm hiểu nào mọi người
Như chúng ta đều biết TCP và UDP đều là hai giao thức cốt lõi nằm ở tầng giao vận [Transport] thuộc giao thức TCP/IP có khả năng gửi tin đến các máy chủ khác trong mạng giao thức Internet. Vậy TCP là gì? UDP là gì?
- TCP là giao thức truyền tải hướng kết nối [connection-oriented], nghĩa là phải thực hiện thiết lập kết nối với đầu xa trước khi thực hiện truyền dữ liệu. Tiến trình thiết lập kết nối ở TCP được gọi là tiến trình bắt tay 3 bước [threeway handshake].
- Cung cấp cơ chế báo nhận [Acknowledgement] :Khi A gửi dữ liệu cho B, B nhận được thì gửi gói tin cho A xác nhận là đã nhận. Nếu không nhận được tin xác nhận thì A sẽ gửi cho đến khi B báo nhận thì thôi.
- Cung cấp cơ chế đánh số thứ tự gói tin [sequencing] cho các đơn vị dữ liệu được truyền, sử dụng để ráp các gói tin chính xác ở điểm nhận và loại bỏ gói tin trùng lặp.
- Có các cơ chế điều khiển luồng thích hợp [flow control] để tránh nghẽn xảy ra.
- Hỗ trợ cơ chế full-duplex [ truyền và nhận dữ liệu cùng một lúc]
- Phục hồi dữ liệu bị mất trên đường truyền [ A gửi B mà không thấy xác nhận sẽ gửi lại] .
Cấu trúc gói tin TCP
Do là giao thức tin cậy nên cấu trúc gói tin của TCP rất phức tạp
- Source port và destination port [đều dài 16 bit]: được sử dụng để định danh cho session của giao thức nào đó trên lớp ứng dụng đang được truyền tải trong TCP segment đang xét
- Sequence number [32 bit]: dùng để đánh số thứ tự gói tin [từ số sequence nó sẽ tính ra được số byte đã được truyền].
- Acknowledge number [32 bit]: : dùng để báo đã nhận được gói tin nào và mong nhận được byte mang số thứ tự nào tiếp theo.
- Header length [4 bit]: cho biết toàn bộ header dài bao nhiêu tính theo đơn vị word[1 Word = 4 byte].
- Các bit reserverd [4 bit]: đều được thiết lập bằng 0
- Các bit control [9 bit]: các bit dùng để điều khiển cờ [flag] ACK, cờ Sequence ...
- Window size [16 bit]: số lượng byte được thiết bị sẵn sàng tiếp nhận
- Checksum [16 bit]: kiểm tra lỗi của toàn bộ TCP segment
- Urgent pointer [16 bit]: sử dụng trong trường hợp cần ưu tiên dữ liệu
- Options [tối đa 32 bit]: cho phép thêm vào TCP các tính năng khác
- Data: dữ liệu của lớp trên
Cách thức hoạt động
TCP hoạt động theo tiến trình bắt tay 3 bước mà mình đã nói ở trên. Vậy tiến trình đó hoạt động thế nảo nhỉ?
- Bước 1: Host A gửi cho B một gói tin có cờ SYN được bật lên, với số thứ tự được đánh là 100. Segment đầu tiên này không chứa phần dữ liệu nên không có phần data, tuy nhiên số lượng byte dữ liệu vẫn được tính là một byte cho hoạt động gửi cờ SYN.
- Bước 2: Host B nhận được gói tin thì B gửi lại gói tin có cờ SYN được bật lên, kèm theo đó là cờ ACK để xác nhận.
Giả sử host B thiết lập segment có số thứ tự là 300. Segment trả lời từ Host B này cũng không có dữ liệu nhưng vẫn được tính là 1 byte cho phần data. Khi phản hồi lại host A, host B cũng cần phải chỉ rõ trong trường ACK sequence số thứ tự của byte kế tiếp mà nó muốn nhận từ host A. Do segment SYN do A gửi qua được tính là 1 byte nên B sẽ mong muốn nhận byte tiếp theo là byte thứ 101 từ A , do đó ACK sequence được đánh số là 101. [SEQ=300, ACK=101]
- Bước 3: Sau khi kết nối đã được thiết lập thì A gửi lại gói tin để đáp ứng nhu cầu của B. Gói tin được đánh số SEQ = 101 để đáp ứng nhu cầu của B. ACK =301 dùng để báo là đã nhận được gói tin có SEQ = 300.
Sau khi 3 bước được hoàn tất , kết nối TCP được thiết lập giữa host A và B, lúc này 2 host đã có thể truyền dữ liệu được với nhau. [Cũng dễ hiểu phải k ạ
- Ngược lại với giao thức TCP thì UDP là giao thức truyền tải hướng không kết nối [connectionless]. Nó sẽ không thực hiện thao tác xây dựng kết nối trước khi truyền dữ liệu mà thực hiện truyền ngay lập tức khi có dữ liệu cần truyền [kiểu truyền best effort] => truyền tải rất nhanh cho dữ liệu của lớp ứng dụng.
- Không đảm bảo tính tin cậy khi truyền dữ liệu và không có cơ chế phục hồi dữ liệu [ nó không quan tâm gói tin có đến đích hay không, không biết gói tin có bị mất mát trên đường đi hay không] => dễ bị lỗi.
- Không thực hiện các biện pháp đánh số thứ tự cho các đơn vị dữ liệu được truyền…
- Nhanh và hiệu quả hơn đối với các dữ liệu có kích thước nhỏ và yêu cầu khắt khe về thời gian.
- Bản chất không trạng thái nên UDP hữu dụng đối với việc trả lời các truy vấn nhỏ với số lượng lớn người yêu cầu.
Cấu trúc gói tin UDP
Cấu trúc gói tin UDP thì đơn giản hơn rất nhiều so với TCP
- source port và destination port[đều 16 bit]: cho phép định danh một session của một ứng dụng nào đó chạy trên UDP. Có thể coi port chính là địa chỉ của tâng Transport
- UDP length[16 bit]: cho biết chiều dài của toàn bộ UDP datagram tổng cộng bao nhiêu byte. [16 bit thì sẽ có tổng cộng 2^16 byte = 65536 giá trị [từ 0 -> 65535 byte]].
- UDP checksum[16 bit]: sử dụng thuật toán mã vòng CRC để kiểm lỗi cho toàn bộ UDP datagram và chỉ kiểm tra một cách hạn chế
- Data: dữ liệu tầng trên được đóng gói vào UDP datagram đang xét.
Cách hoạt động của UDP
UDP hoạt động tương tự như TCP nhưng nó không cung cấp kiểm tra lỗi khi truyền gói tin.
Khi một ứng dụng sử dụng UDP, các gói tin chỉ được gửi đến người nhận. Người gửi không đợi để đảm bảo người nhận nhận được gói tin hay không, mà tiếp tục gửi các gói tiếp theo. Nếu người nhận miss mất một vài gói tin UDP thì gói tin đó coi như bị mất vì người gửi sẽ không gửi lại chúng. => Các thiết bị có thể giao tiếp nhanh hơn.
So sánh UDP và TCP
GIống nhau: đều là các giao thức mạng TCP/IP, có chức năng kết nối các máy lại với nhau và có thể gửi dữ liệu cho nhau….
Khác nhau
| Hướng kết nối | Hướng không kết nối |
| Độ tin cậy cao | Độ tin cậy thấp |
| Gửi dữ liệu dạng luồng byte | Gửi đi Datagram |
| Không cho phép mất gói tin | Cho phép mất gói tin |
| Đảm bảo việc truyền dữ liệu | Không đảm bảo việc truyền dữ liệu |
| Có sắp xếp thứ tự các gói tin | Không sắp xếp thứ tự các gói tin |
| Tốc độ truyền thấp hơn UDP | Tốc độ truyền cao |
Vậy nên sử dụng giao thức nào?
Điều này phụ thuộc vào những gì một ứng dụng cần, hầu hết các ứng dụng muốn sửa lỗi và phát triển hơn thì sử dụng TCP, nhưng một số ứng dụng cần tốc độ và giảm chi phí thì sử dụng UDP. Mọi người có thể sử dụng công cụ phân tích mạng như Wireshark để thấy rõ hơn cách thức hoạt động của 2 giao thức này
Thanks for reading