بروتوكول مخطط بيانات المستخدم: الهندسة المعمارية والعمل وتطبيقاته

تم تطوير بروتوكول مخطط بيانات المستخدم (UDP) في شبكات الكمبيوتر في عام 1980 بواسطة David P. Reed. إنه بروتوكول قياسي وهو جزء من بروتوكول TCP / IP عبر الانترنت. يسمح هذا البروتوكول ببساطة لتطبيقات أجهزة الكمبيوتر بنقل الرسائل في شكل مخططات بيانات من كمبيوتر إلى آخر عبر شبكة IP (بروتوكول الإنترنت). UDP هذا هو بروتوكول اتصال بديل لبروتوكول التحكم في الإرسال. يوفر هذا البروتوكول مجموعة من القواعد مثل TCP التي تحكم كيفية تبادل المعلومات على الإنترنت. تتناول هذه المقالة نظرة عامة على بروتوكول UDP أو بروتوكول مخطط بيانات المستخدم - العمل مع التطبيقات.

ما هو بروتوكول مخطط بيانات المستخدم؟

ال بروتوكول الاتصالات يُعرف باسم بروتوكول مخطط بيانات المستخدم أو UDP. يتم تحديد بروتوكول UDP بشكل خاص للتطبيقات المستندة إلى الوقت مثل تشغيل مقاطع الفيديو والألعاب وما إلى ذلك. يعمل هذا البروتوكول على تسريع الاتصال لأنه لا يستخدم المزيد من الوقت في إنشاء اتصال قوي عبر الوجهة قبل نقل البيانات.

يستخدم UDP خدمات IP لتوفير أفضل آلية للتسليم. في هذا البروتوكول ، لا يُصدر المُستقبِل إشعارًا باستلام الحزمة ويتلقى بالتتابع ، ولا يبقى المرسل لأي إقرار بالحزمة المرسلة. لذا فإن هذا الخطأ سيجعل هذا البروتوكول غير موثوق به وأسهل في المعالجة.

سمات

ال ميزات بروتوكول مخطط بيانات المستخدم تشمل ما يلي.

• هذا ليس بروتوكول مهيأ للاتصال.
• تسليم البيانات غير مضمون.
• هذا البروتوكول بسيط للغاية ومناسب للاتصالات القائمة على الاستفسار.
• ينقل الحزم بكميات كبيرة.
• يتم استخدام مخطط بيانات UDP داخل DNS و NFS و TFTP و SNMP وما إلى ذلك.
• هذا البروتوكول جيد لتدفق البيانات في اتجاه واحد.
• لا يوفر آلية للتحكم في الازدحام.
• إنه مناسب لدفق التطبيقات مثل دفق الوسائط المتعددة ، VoIP ، إلخ.
• لا يوجد ازدحام أو تحكم في التدفق ، لذلك يمكن للمرسل تجاوز المخزن المؤقت لجهاز الاستقبال.
• يضيف معالجة عملية إلى معالجة ومجموع اختباري إلى IP.
• يتم استخدامه بمجرد فتح المقبس في وضع مخطط البيانات.
• لنقل البيانات ، يعد بروتوكول خطوة القفل ضروريًا مع UDP.

صفات

ال خصائص بروتوكول مخطط بيانات المستخدم تشمل ما يلي.

• هذا البروتوكول هو متغير وكذلك بروتوكول من النوع بدون اتصال.
• يكاد يكون بروتوكول Null.
• هذا البروتوكول جيد عندما يكون تدفق البيانات في اتجاه واحد.
• باستخدام هذا البروتوكول ، لا يتم توفير آلية للتحكم في الازدحام.
• يوفر هذا البروتوكول الحد الأدنى من خدمات النقل.
• UDP هو بروتوكول عديم الحالة.
• تستخدم مخططات بيانات UDP مسارًا مشابهًا وتصل إلى الوجهة بالترتيب الصحيح.
• تعتبر تطبيقات UDP غير موثوق بها دائمًا.
• يوفر UDP البيانات للشبكة بمجرد أن تكون الوجهة جاهزة للحصول على البيانات.

هندسة بروتوكول مخطط بيانات المستخدم

تسمى حزم بروتوكول مخطط بيانات المستخدم عادةً مخطط بيانات المستخدم ويتم إصلاح حجم الرأس أي 8 بايت. دعونا نناقش تنسيق مخطط بيانات المستخدم. يتضمن رأس UDP أربعة حقول رقم منفذ المصدر ، ورقم منفذ الوجهة ، والطول الإجمالي ، والمجموع الاختباري حيث تتم مناقشة كل حقل أدناه.

• رقم المنفذ المصدر هو معلومات 16 بت التي تتعرف على المنفذ الذي سيرسل الحزمة.
• يتعرف رقم منفذ الوجهة ببساطة على المنفذ الذي سيسمح بالبيانات وهي عبارة عن بيانات 16 بت تُستخدم لتحديد الخدمة على مستوى التطبيق عبر الجهاز الوجهة.
• الطول عبارة عن حقل من 16 بتة يحدد طول حزمة UDP بالكامل التي تشتمل على الرأسية. لذا فإن الحد الأدنى للقيمة سيكون 8 بايت لأن حجم الرأس هو 8 بايت.
• المجموع الاختباري هو حقل 16 بت ، يتحقق مما إذا كانت البيانات صحيحة أم لا لأن هناك فرصة لإتلاف البيانات أثناء الإرسال. لذلك ، فإن المجموع الاختباري هو حقل اختياري ، لذلك فهو يعتمد بشكل أساسي على التطبيق ، سواء كان يحتاج إلى كتابة المجموع الاختباري أم لا.

إذا لم يكن يرغب في كتابة المجموع الاختباري ، فسيتم ترك كل الـ 16 بتًا بعد ذلك كـ '0'. في هذا البروتوكول ، يتم إعطاء حقل المجموع الاختباري للحزمة بأكملها ، أي جزء الرأس والبيانات ، ولكن يتم تطبيق حقل المجموع الاختباري في IP على حقل الرأس فقط.

كيف يعمل بروتوكول مخطط بيانات المستخدم؟

يستخدم بروتوكول مخطط بيانات المستخدم IP للحصول على مخطط بيانات من جهاز كمبيوتر إلى آخر. يعمل هذا البروتوكول من خلال جمع البيانات داخل حزمة UDP وتضمين بيانات الرأس الخاصة به في الحزمة. لذلك تتضمن هذه البيانات كلاً من المصدر وكذلك IP لمنافذ IP التي يمكن التحدث عليها ، وطول الحزمة والمجموع الاختباري. بمجرد تلخيص حزم UDP داخل حزمة IP ، يتم إرسالها إلى وجهاتها.

ليس مثل بروتوكول TCP ، لا يتصل هذا البروتوكول مباشرة بجهاز الكمبيوتر المستقبِل ، لذا فهو لا يعطي ضمانًا في إرسال الحزم إلى الوجهات الصحيحة ولكنه ينقل البيانات ويعتمد على الأجهزة الموجودة بين أجهزة الكمبيوتر المرسلة والمستقبلة إلى الحصول على البيانات بشكل صحيح.

تنتظر معظم التطبيقات أي ردود يفترض أنها تحصل عليها نتيجة الحزم المرسلة عبر UDP. لذلك ، إذا لم يتلق أي تطبيق ردًا في وقت معين ، فإن التطبيق ينقل الحزمة مرة أخرى أو ينتهي من المحاولة.

يستخدم هذا البروتوكول نموذج إرسال بسيط لا يحتوي على حوارات مصافحة لتوفير ترتيب البيانات أو موثوقيتها أو تكاملها. ونتيجة لذلك ، فإن خدمة هذا البروتوكول غير مسؤولة ، لذلك قد تظهر الحزم معطلة أو تظهر بها نسخ مكررة أو تختفي دون سابق إنذار.

الفرق بين B / W TCP و UDP

ال الفرق بين TCP و UDP يتضمن ما يلي.

المميزات والعيوب

ال مزايا UDP تشمل ما يلي.

• باستخدام هذا البروتوكول ، يمكن نقل البث والبث المتعدد.
• يستخدم UDP عرض النطاق الترددي بكفاءة عالية نظرًا لوجود عبوة صغيرة جدًا.
• UDP سريع جدًا.
• لا يوجد تخزين مؤقت وترقيم الحزم.
• لا يوجد شرط للمصافحة.
• لا يوجد تحكم في الازدحام وبالتالي يتم استخدامه للتطبيقات القائمة على الوقت الفعلي.
• يستخدم هذا البروتوكول مجموع اختباري عبر جميع الحزم لاكتشاف الأخطاء.
• يمكن أيضًا استخدام هذا البروتوكول في الأحداث التي يلزم فيها تبادل حزمة بيانات واحدة بين المضيفين.

ال عيوب UDP تشمل ما يلي.

• بروتوكول UDP هو بروتوكول نقل غير موثوق به وبدون اتصال.
• لا يستخدم هذا البروتوكول أي تحكم في الخطأ. لذلك إذا اكتشف هذا البروتوكول أي خطأ داخل الحزمة المستلمة ، فإنه يسقطها بصمت.
• لا توجد آلية للتحكم في الازدحام والتدفق.
• لا يوجد توصيل مضمون.
• يعاني بروتوكول مخطط بيانات المستهلك في الغالب من فقدان الحزمة.
• يتسبب UDP في فقد البيانات.
• تتجاهل أجهزة التوجيه إلى حد ما من خلال هذا البروتوكول ، وبالتالي فإنها لا تعيد إرسالها أبدًا في حالة تعطلها.

تطبيقات / استخدامات بروتوكول مخطط بيانات المستخدم

ال تطبيقات أو استخدامات بروتوكول مخطط بيانات المستخدم تشمل ما يلي.

• يستخدم UDP في التطبيقات الحساسة للوقت وأيضًا بواسطة الخوادم التي تستجيب للاستفسارات الصغيرة من قاعدة عملاء أكبر.
• هذا مناسب تمامًا مع حزم البث خاصة للإرسال عبر الشبكة.
• يتم استخدامه أيضًا في Voice over IP والألعاب عبر الإنترنت وأنظمة أسماء المجال.
• يستخدم هذا البروتوكول في تطبيقات الشبكة مثل الاتصالات الصوتية والألعاب والفيديو.
• يتم استخدامها عند الحاجة إلى نقل البيانات بدون فقدان البيانات.
• يستخدم هذا البروتوكول للإرسال المتعدد لأنه يدعم ببساطة تبديل الحزم.
• يتم استخدام UDP في التطبيقات التي تعتمد على تبادل موثوق للبيانات ولكن يجب أن تتضمن تقنياتها الخاصة للاستجابة للحزم.
• يتم استخدام بروتوكول UDP في أي مكان تكون فيه السرعة أمرًا بالغ الأهمية بدلاً من الموثوقية.

وبالتالي ، هذا كل شيء عن نظرة عامة على بروتوكول مخطط بيانات المستخدم - الهندسة المعمارية ، والعمل مع التطبيقات. تشمل العمليات المختلفة لبروتوكول مخطط بيانات المستخدم بشكل أساسي الخدمات غير التلامسية والتحكم في التدفق والأخطاء والتغليف وفك الكبسولة. أمثلة بروتوكول مخطط بيانات المستخدم هي ؛ الألعاب عبر الإنترنت ، ومؤتمرات الفيديو ، و VoIP (الصوت عبر IP) ، والحمض النووي (نظام اسم المجال). إليك سؤال لك ، ما هي منافذ UDP؟