Was ist UDP?

UDP (User Datagram Protocol) ist ein grundlegender Bestandteil des Kommunikationsrahmens des Internets. Es ermöglicht Computern, Nachrichten, sogenannte Datagramme, an andere Systeme auf einem zu senden IP Netzwerk ohne vorherige Kommunikation zur Einrichtung spezieller Übertragungskanäle oder Datenpfade.

Was ist UDP (User Datagram Protocol)?

UDP ist eines der Kernprotokolle der Internet Protocol Suite, das neben dem Transmission Control Protocol (TCP). Es wird im gesamten Internet für zeitkritische Übertragungen wie Videowiedergabe oder Spiele verwendet. Es handelt sich um ein einfacheres, verbindungsloses Protokoll, bei dem Mechanismen zur Fehlerprüfung und -verfolgung minimal oder gar nicht vorhanden sind. Dieses Fehlen ermöglicht schnellere Datenübertragungsraten, erhöht jedoch auch das Risiko von Fehlern und Datenverlusten.

UDP stellt weder sicher, dass das Ziel alle gesendeten Daten empfängt, noch bestätigt es die Reihenfolge der Datenpakete, wodurch es weniger zuverlässig, aber effizienter für bestimmte Anwendungen ist, bei denen Geschwindigkeit wichtiger ist als Genauigkeit.

UDP-Funktionen

Hier sind einige Hauptfunktionen von UDP:

• Verbindungslose Kommunikation. UDP baut vor dem Senden von Daten keine Verbindung auf.
• Schnelligkeit. Es bietet eine minimale Verzögerung bei der Datenübertragung.
• Effizienz. Es eignet sich für Anwendungen, die eine schnelle Übertragung kleiner Datenmengen erfordern.
• Keine Fehlerkorrektur. Es stellt keine verlorenen Pakete wieder her und verwaltet die Paketreihenfolge nicht, sondern verlässt sich auf die Anwendung um diese Bedenken zu bewältigen.
• Nicht blockierende. Mit UDP können Anwendungen auch dann weiter ausgeführt werden, wenn einige Datagramme verloren gehen.

Wie funktioniert UDP?

UDP (User Datagram Protocol) funktioniert unkompliziert und effizient und legt bei der Datenübertragung mehr Wert auf Geschwindigkeit als auf Zuverlässigkeit. Hier ist eine Aufschlüsselung der Funktionsweise von UDP:

1. Paketerstellung. Der Prozess beginnt mit einer Anwendung, die Daten senden möchte. Diese Daten werden in kleinere Blöcke, sogenannte Datagramme, unterteilt. Jedes UDP-Datagramm enthält sowohl die Datennutzlast als auch einen Header mit den erforderlichen Adressierungsinformationen, einschließlich der Quell- und Zielportnummern, der Länge des Datagramms und einer Prüfsumme zur Überprüfung der Datenintegrität.
2. Kein Verbindungsaufbau. Im Gegensatz zu TCP stellt UDP vor dem Senden von Daten keine Verbindung her. Es gibt keinen Handshake zwischen der sendenden und der empfangenden Partei, wodurch die durch Einrichtungsvorgänge verursachte Verzögerung vermieden wird.
3. Datenübertragung. Sobald das Datagramm fertig ist, wird es an die IP-Netzwerkschicht übergeben, die das UDP-Datagramm in ein IP-Paket kapselt und es an das Ziel sendet. UDP selbst verfolgt das Datagramm nach dem Senden nicht – es sendet lediglich die Daten.
4. Minimale Fehlerprüfung. Auf der Empfangsseite verarbeitet die UDP-Protokollschicht die empfangenen Datagramme. Dabei geht es um die Überprüfung Prüfsumme um sicherzustellen, dass die Daten nicht beschädigt sind. Wenn jedoch eine Prüfsumme fehlschlägt, wird das Paket stillschweigend verworfen. UDP versucht nicht, Daten erneut zu senden.
5. Keine Auftragssicherheit oder Zuverlässigkeit. UDP stellt nicht sicher, dass Datagramme in der Reihenfolge ankommen, in der sie gesendet wurden, und garantiert auch nicht, dass sie überhaupt ankommen. Es liegt in der Verantwortung der Anwendung, die UDP verwendet, diese Probleme bei Bedarf zu lösen.
6. Umgang mit eingehenden Daten. Anwendungen, die UDP verwenden, sind in der Regel darauf ausgelegt, Verluste oder die Neuordnung von Datagrammen zu bewältigen. Beispielsweise überspringt eine Video-Streaming-Anwendung möglicherweise einfach ein fehlendes Paket, während eine interaktivere Anwendung möglicherweise eigene Methoden zum Anfordern einer erneuten Übertragung implementiert.

UDP-Anwendungsfälle

Aufgrund seiner Einfachheit und fehlenden Verbindungsverwaltung ist UDP deutlich schneller und effizienter für Anwendungen, die einen gewissen Datenverlust tolerieren können, wie z. B. Video-Streaming, Online-Spiele und Voice over IP (VoIP). Diese Effizienz macht es zu einem entscheidenden Protokoll in der Echtzeitkommunikation, bei der die Latenz ein zentrales Problem darstellt. UDP ist in diesen Anwendungsfällen besonders nützlich:

• Streaming von Video und Audio. Es wird verwendet, wenn fehlende Pakete Verzögerungen vorzuziehen sind (z. B. bei Live-Übertragungen).
• Gaming. Bietet schnelle und effiziente Echtzeitkommunikation, die für Online-Multiplayer-Spiele erforderlich ist.
• DNS-Lookups. Überträgt schnell kleine Abfrage- und Antwortpakete.
• IoT-Geräte. Versendet kleine Datenpakete von Tausenden von Geräten mit geringerer Rechenleistung und weniger Bandbreite.
• VoIP. Ermöglicht eine schnelle und effiziente Übertragung von Sprachdaten und toleriert geringfügige Paketverluste, die bei der Sprachkommunikation weniger auffallen, aber die Latenz deutlich reduzieren und die Anrufqualität verbessern.

UDP vs. TCP

Der Vergleich von UDP und TCP hilft dabei, ihre geeigneten Verwendungsmöglichkeiten hervorzuheben.

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