UDP (User Datagram Protocol) ist ein grundlegender Bestandteil des Kommunikationsrahmens des Internets. Es ermรถglicht Computern, Nachrichten, sogenannte Datagramme, an andere Systeme auf einem zu senden IP Netzwerk ohne vorherige Kommunikation zur Einrichtung spezieller รbertragungskanรคle 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 fรผr zeitkritische รbertragungen wie Videowiedergabe oder Spiele verwendet. Es handelt sich um ein einfacheres, verbindungsloses Protokoll, bei dem Mechanismen zur Fehlerprรผfung und -verfolgung minimal oder gar nicht vorhanden sind. Dieses Fehlen ermรถglicht schnellere Datenรผbertragungsraten, erhรถht jedoch auch das Risiko von Fehlern und Datenverlusten.
UDP stellt weder sicher, dass das Ziel alle gesendeten Daten empfรคngt, noch bestรคtigt es die Reihenfolge der Datenpakete, wodurch es weniger zuverlรคssig, aber effizienter fรผr 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 Verzรถgerung bei der Datenรผbertragung.
- Wirkungsgrad. Es eignet sich fรผr Anwendungen, die eine schnelle รbertragung kleiner Datenmengen erfordern.
- Keine Fehlerkorrektur. Es stellt keine verlorenen Pakete wieder her und verwaltet die Paketreihenfolge nicht, sondern verlรคsst sich auf die Anwendung um diese Bedenken zu bewรคltigen.
- Nicht blockierende. Mit UDP kรถnnen Anwendungen auch dann weiter ausgefรผhrt werden, wenn einige Datagramme verloren gehen.
Wie funktioniert UDP?
UDP (User Datagram Protocol) funktioniert unkompliziert und effizient und legt bei der Datenรผbertragung mehr Wert auf Geschwindigkeit als auf Zuverlรคssigkeit. Hier ist eine Aufschlรผsselung der Funktionsweise von UDP:
- Paketerstellung. Der Prozess beginnt mit einer Anwendung, die Daten senden mรถchte. Diese Daten werden in kleinere Blรถcke, sogenannte Datagramme, unterteilt. Jedes UDP-Datagramm enthรคlt sowohl die Datennutzlast als auch einen Header mit den erforderlichen Adressierungsinformationen, einschlieรlich der Quell- und Zielportnummern, der Lรคnge des Datagramms und einer Prรผfsumme zur รberprรผfung der Datenintegritรคt.
- 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 Einrichtungsvorgรคnge verursachte Verzรถgerung vermieden wird.
- Datenรผbertragung. Sobald das Datagramm fertig ist, wird es an die IP-Netzwerkschicht รผbergeben, die das UDP-Datagramm in ein IP-Paket kapselt und es an das Ziel sendet. UDP selbst verfolgt das Datagramm nach dem Senden nicht โ es sendet lediglich die Daten.
- Minimale Fehlerprรผfung. Auf der Empfangsseite verarbeitet die UDP-Protokollschicht die empfangenen Datagramme. Dabei geht es um die รberprรผfung Prรผfsumme um sicherzustellen, dass die Daten nicht beschรคdigt sind. Wenn jedoch eine Prรผfsumme fehlschlรคgt, wird das Paket stillschweigend verworfen. UDP versucht nicht, Daten erneut zu senden.
- Keine Auftragssicherheit oder Zuverlรคssigkeit. UDP stellt nicht sicher, dass Datagramme in der Reihenfolge ankommen, in der sie gesendet wurden, und garantiert auch nicht, dass sie รผberhaupt ankommen. Es liegt in der Verantwortung der Anwendung, die UDP verwendet, diese Probleme bei Bedarf zu lรถsen.
- Umgang mit eingehenden Daten. Anwendungen, die UDP verwenden, sind in der Regel darauf ausgelegt, Verluste oder die Neuordnung von Datagrammen zu bewรคltigen. Beispielsweise รผberspringt eine Video-Streaming-Anwendung mรถglicherweise einfach ein fehlendes Paket, wรคhrend eine interaktivere Anwendung mรถglicherweise eigene Methoden zum Anfordern einer erneuten รbertragung implementiert.
UDP-Anwendungsfรคlle
Aufgrund seiner Einfachheit und fehlenden Verbindungsverwaltung ist UDP deutlich schneller und effizienter fรผr Anwendungen, die einen gewissen Datenverlust tolerieren kรถnnen, 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 Anwendungsfรคllen besonders nรผtzlich:
- Streaming von Video und Audio. Es wird verwendet, wenn fehlende Pakete Verzรถgerungen vorzuziehen sind (z. B. bei Live-รbertragungen).
- Gaming. Bietet schnelle und effiziente Echtzeitkommunikation, die fรผr Online-Multiplayer-Spiele erforderlich ist.
- DNS-Lookups. รbertrรคgt schnell kleine Abfrage- und Antwortpakete.
- IoT-Gerรคte. Versendet kleine Datenpakete von Tausenden von Gerรคten mit geringerer Rechenleistung und weniger Bandbreite.
- VoIP. Ermรถglicht eine schnelle und effiziente รbertragung von Sprachdaten und toleriert geringfรผgige Paketverluste, die bei der Sprachkommunikation weniger auffallen, aber die Latenz deutlich reduzieren und die Anrufqualitรคt verbessern.
UDP vs. TCP
Der Vergleich von UDP und TCP hilft dabei, ihre geeigneten Verwendungsmรถglichkeiten hervorzuheben.
- Spitze des Formulars
TCP (รbertragungskontrollprotokoll) | UDP (User Datagram Protocol) | |
Zuverlรคssigkeit | Stellt die Zustellung und Bestellung von Paketen sicher. | Garantiert keine Paketzustellung oder -bestellung. |
Verbindungsaufbau | Zum Herstellen einer Verbindung ist ein Handshake erforderlich, was zu Verzรถgerungen fรผhren kann. | Versendet Daten, ohne dass eine Verbindung aufgebaut werden muss, daher keine Verzรถgerungen. |
Anwendungsfall | Besser geeignet fรผr Anwendungen, bei denen Datenintegritรคt und Ordnung sind entscheidend (z. Datei รberweisungen). | Bevorzugt fรผr Echtzeitanwendungen, bei denen Geschwindigkeit entscheidend ist (z. B. Live-Streaming, Online-Gaming). |
Oben | Hat aufgrund seiner Mechanismen zur Gewรคhrleistung der Datenzuverlรคssigkeit und -ordnung einen hรถheren Overhead. | Hat weniger Overhead und reduziert die รผber das Netzwerk gesendete Datenmenge. |