Tcp против udp или будущее сетевых протоколов

Содержание:

Структура пакета
Счетчики и ошибки протоколов
Tcp Udp отличия
- - Заголовок UDP
  - Заголовок TCP
Совсем сложная сеть: bandwidth + RTT + packet loss + jitter
Соединение TCP
Будущее протокола SCTP.
- - Похожие темы
Сравнительная таблица
Отличия UPD и TCP протоколов.
Структура пакета
IPsec
- L2TP/IPsec
- IKEv2/IPsec
Протокол UDP
Зачем сравнивать TCP или что с ним не так
- Как вычислить RTT
- TCP в нестабильных сетях
Выводы сайт
Выводы
- Полезные ссылки

Структура пакета

UDP не предоставляет никаких гарантий доставки сообщения для вышестоящего протокола и не сохраняет состояния отправленных сообщений. По этой причине UDP иногда называют Unreliable Datagram Protocol (англ. — Ненадёжный протокол датаграмм).

UDP обеспечивает многоканальную передачу (с помощью номеров портов) и проверку целостности (с помощью контрольных сумм) заголовка и существенных данных. Надёжная передача в случае необходимости должна реализовываться пользовательским приложением.

Биты	0 — 15	16-31
0-31	Порт отправителя (Source port)	Порт получателя (Destination port)
32-63	Длина датаграммы (Length)	Контрольная сумма (Checksum)
64-…	Данные (Data)

Заголовок UDP состоит из четырёх полей, каждое по 2 байта (16 бит). Два из них необязательны к использованию в IPv4 (розовые ячейки в таблице), в то время как в IPv6 необязателен только порт отправителя.

Порт отправителя

В этом поле указывается номер порта отправителя. Предполагается, что это значение задаёт порт, на который при необходимости будет посылаться ответ. В противном же случае, значение должно быть равным 0. Если хостом-источником является клиент, то номер порта будет, скорее всего, динамическим. Если источником является сервер, то его порт будет одним из «хорошо известных».

Порт получателя

Это поле обязательно и содержит порт получателя. Аналогично порту отправителя, если хостом-получателем является клиент, то номер порта динамический, если получатель — сервер, то это будет «хорошо известный» порт.

Длина датаграммы

Поле, задающее длину всей датаграммы (заголовка и данных) в байтах. Минимальная длина равна длине заголовка — 8 байт. Теоретически, максимальный размер поля — 65535 байт для UDP-датаграммы (8 байт на заголовок и 65527 на данные). Фактический предел для длины данных при использовании IPv4 — 65507 (помимо 8 байт на UDP-заголовок требуется ещё 20 на IP-заголовок).

На практике также следует учитывать, что если длина IPv4 пакета с UDP будет превышать MTU (для Ethernet по умолчанию 1500 байт), то отправка такого пакета может вызвать его фрагментацию, что может привести к тому, что он вообще не сможет быть доставлен, если промежуточные маршрутизаторы или конечный хост не будут поддерживать фрагментированные IP пакеты. Также в RFC791 указывается минимальная длина IP пакета 576 байт, которую должны поддерживать все участники, и рекомендуется отправлять IP пакеты большего размера только в том случае если вы уверены, что принимающая сторона может принять пакеты такого размера. Следовательно, чтобы избежать фрагментации UDP пакетов (и возможной их потери), размер данных в UDP не должен превышать: MTU — (Max IP Header Size) — (UDP Header Size) = 1500 — 60 — 8 = 1432 байт. Для того чтобы быть уверенным, что пакет будет принят любым хостом, размер данных в UDP не должен превышать: (минимальная длина IP пакета) — (Max IP Header Size) — (UDP Header Size) = 576 — 60 — 8 = 508 байт.

В Jumbogram’мах IPv6 пакеты UDP могут иметь больший размер. Максимальное значение составляет 4 294 967 295 байт (232 — 1), из которых 8 байт соответствуют заголовку, а остальные 4 294 967 287 байт — данным.

Следует заметить, что большинство современных сетевых устройств отправляют и принимают пакеты IPv4 длиной до 10000 байт без их разделения на отдельные пакеты. Неофициально такие пакеты называют «Jumbo-пакетами», хотя понятие Jumbo официально относится к IPv6. Тем не менее, «Jumbo-пакеты» поддерживают не все устройства и перед организацией связи с помощью UDP/IP IPv4 посылок с длиной превышающей 1500 байт нужно проверять возможность такой связи опытным путём на конкретном оборудовании.

Контрольная сумма

Поле контрольной суммы используется для проверки заголовка и данных на ошибки. Если сумма не сгенерирована передатчиком, то поле заполняется нулями. Поле не является обязательным для IPv4.

Счетчики и ошибки протоколов

Стек протоколов tcp/ip: структура, уровни, настройка. интернет-протоколы

Однажды сайт одного из наших клиентов подвергся DDOS атаке, в мониторинге было видно только увеличение трафика на сетевом интерфейсе, но мы не показывали абсолютно никаких метрик по содержанию этого трафика.

В данный момент однозначного ответа на этот вопрос окметр дать по-прежнему не может, так как сниффинг мы только начали осваивать, но мы немного продвинулись в этом вопросе.

Попробуем что-то понять про эти выбросы входящего трафика:

Теперь мы видим, что это входящий UDP трафик, но здесь не видно первых из трех выбросов.
Дело в том, что счетчики пакетов по протоколам в linux увеличиваются только в случае успешной обработки пакета.

Попробуем посмотреть на ошибки:

А вот и наш первый пик — ошибки UDP:NoPorts (количество датаграмм, пришедших на UPD порты, которые никто не слушает)

Данный пример мы эмулировали с помощью iperf, и в первый заход не включили на сервер-приемщик пакетов на нужном порту.

Tcp Udp отличия

Виды протоколов в сети интернет: какой протокол является базовым

Давайте рассмотрим основные отличия tcp от udp.

TCP гарантирует доставку пакетов данных в неизменных виде, последовательности и без потерь, UDP ничего не гарантирует.
TCP нумерует пакеты при передаче, а UDP нет
TCP работает в дуплексном режиме, в одном пакете можно отправлять информацию и подтверждать получение предыдущего пакета.
TCP требует заранее установленного соединения, UDP соединения не требует, у него это просто поток данных.
UDP обеспечивает более высокую скорость передачи данных.
TCP надежнее и осуществляет контроль над процессом обмена данными.
UDP предпочтительнее для программ, воспроизводящих потоковое видео, видеофонии и телефонии, сетевых игр.
UPD не содержит функций восстановления данных

Примерами UDP приложений, например можно привести, передачу DNS зон, в Active Directory, там не требуется надежность

Очень часто такие вопросы любят спрашивать на собеседованиях, так, что очень важно знать tcp и udp отличия

Заголовок UDP

16 битный порт источника > Указание порта источника для UDP необязательно. Если это поле используется, получатель может отправить ответ этому порту.
16 битный порт назначения > Номер порта назначения
16 битная длина UDP > Длина сообщения, включая заголовок и данные.
16 битная контрольная сумма > Контрольная сумма заголовка и данных для проверки

Заголовок TCP

16 битный порт источника > Номер порта источника
16 битный порт назначения > Номер порта назначения
32 битный последовательный номер > Последовательный номер генерируется источником и используется назначением, чтобы переупорядочить пакеты для создания исходного сообщения и отправить подтверждение источнику.
32 битный номер подтверждения > Если установлен бит АСК поля «Управление», в данном поле содержит следующий ожидаемый последовательный номер.
4 бита длина заголовка > Информация о начале пакета данных.
резерв > Резервируются для будущего использования.
16 битная контрольная сумма > Контрольная сумма заголовка и данных; по ней определяется, был ли искажен пакет.
16 битный указатель срочности > В этом поле целевое устройство получает информацию о срочности данных.
Параметры > Необязательные значения, которые указываются при необходимости.

Размер окна позволяет экономить трафик, рассмотрим когда его значение равно 1, тут на каждый отправленный ответ, отправитель ждет подтверждения, не совсем рационально.

При размере окна 3, отправитель отправляет уже по 3 кадра, и ждет от 4, который подразумевает, что все три кадра у него есть, +1.

Надеюсь у вас теперь есть представления об отличиях tcp udp протоколов.

Материал сайта pyatilistnik.org

Совсем сложная сеть: bandwidth + RTT + packet loss + jitter

Tcp протокол

Казалось бы, BBR решит все наши проблемы. Но есть ещё и jitter! Он влияет в том числе на получение acknowledgements от получателя. То есть в некоторых случаях пакет доставляется успешно, но отправитель не успевает получить подтверждение и шлёт пакет снова. BBR уязвим к высокому jitter.

Было бы здорово, если бы сервер мог знать jitter клиента. Но в стандартном пакете acknowledgement (ACK Frame) в TCP этой информации нет. Зато мы можем добавить её в smUDP ACK Frame.

Мобильные сети асимметричны. Обычно 70% на приём и 30% на отправку. Стоит разделить jitter на приём и отправку.

Какой congestion control выбрать на сервере?

А на клиенте всегда Cubic и мы не можем на это повлиять.

Выводы такие:

Соединение TCP

TCP для передачи данных использует соединение. Соединение нужно установить перед тем, как начать передачу данных, а после того как передача данных завершена, соединение разрывается.

Задачи соединения

Убедиться в том, что отправитель и получатель действительно хотят передавать данные друг другу
Договориться о нумерации потоков байт. С точки зрения практической реализации нельзя всегда нумеровать данные в потоке байт с нуля. Каждый раз начальное значение для нумерации байт выбираются по определенному алгоритму и отправитель и получатель должны договориться между собой какое начальное значение они будут использовать для нумерации потока байт.
При установке соединения происходит договоренность о некоторых параметрах соединения.

Установка соединения в TCP

Отправитель посылает запрос на установку соединения сообщение SYN от слова синхронизация. Также в сегмент включаются порядковый номер передаваемого байта.

Получатель в ответ передаёт сообщение SYN, куда включает подтверждение получения предыдущего сообщения ACK от слова acknowledge и порядковый номер байта, который он ожидает 7538, потому что на предыдущем этапе был получен байт с номером 7537.

Также отправитель включает в сегмент номер байта в потоке байт 36829. Номера байт в первом сообщении не могут быть всегда нулевыми, они выбираются по достаточно сложным алгоритмам, но для простоты можно представлять себе что эти номера выбираются случайным образом.

На третьем этапе пересылается подтверждение получения предыдущего запроса на установку соединения ACK номер следующего ожидаемого байта 36830, а также номер байта в сообщении. После этого соединение считается установленным и можно передавать данные.

Разрыв соединения в TCP

Соединение в TCP дуплексное — это означает, что после установки соединения передавать данные можно в две стороны. Есть две схемы разрыва соединения. Возможен одновременный разрыв соединения, в этом случае обе стороны разрывают соединение в одно и то же время, либо односторонние, в этом случае одна сторона говорит о том, что данные для передачи у нее закончились, но другая сторона может передавать данные еще достаточно долго.

Протокол TCP предусматривает два варианта разрыва соединения: корректное, с помощью одностороннего разрыва соединения и сообщения FIN и разрыв из-за критической ситуации с помощью сообщения RST.

Рассмотрим, как выполняется корректный разрыв соединения. Сторона, которая хочет разорвать соединение пересылает другой стороне сообщение FIN и в ответ получает сообщение ACK. Однако соединение разорвано только с одной стороны.

Когда другая сторона решила, что данные для передачи у нее закончились, она также передает сообщение FIN в ответ получает сообщение ACK подтверждение. На этом этапе соединение закрыто полностью в обе стороны.

Для разрыва соединения в критической ситуации из-за ошибок в приложении или с оборудованием используется одно сообщение RST. В этом случае соединение закрывается в обе стороны. Хотя сообщение RST предназначено для использования в критических ситуациях, некоторые протоколы используют его для быстрого закрытия соединения.

Будущее протокола SCTP.

Протокол SCTP является сравнительно новым протоколом, учитывая то, что он был представлен в виде RFC в октябре 2000 года. С этого момента он начал использоваться во многих операционных системах, включая GNU/Linux, BSD и Solaris. В виде дополнительного коммерческого пакета независимого поставщика он также доступен для операционной системы Microsoft Windows.

По мере расширения доступности протокола SCTP его будут использовать в качестве основного транспортного протокола все новые приложения. На базе SCTP уже созданы такие традиционные приложения, как FTP и HTTP. Протокол SCTP также используется и в других протоколах, например, протоколе установления сессии (Session Initiation Protocol (SIP)) и протоколе канальной сигнализации № 7 (Common Channel Signaling System No7 (SS7)). Коммерческую реализацию протокола SCTP имеет операционная система Cisco IOS.

После включения протокола SCTP в ядро Linux 2.6 стало возможным построение и развертывание надежных сетевых приложений высокой готовности. Основываясь на протоколе IP, SCTP позволяет прозрачно заменить протоколы TCP и UDP, введя при этом дополнительные возможности: множественную адресацию, многопоточную передачу и повышенную безопасность. Сейчас, когда вы познакомились с некоторыми преимуществами протокола SCTP, вы можете исследовать другие его возможности. В проекте Linux Kernel SCTP (lksctp) имеются документация и дополнительные функции API, которые помогут вам в ваших исследованиях.

Сравнительная таблица

Сравнительная таблица TCP и UDP
	TCP	UDP
Акроним для	Протокол управления передачей	Протокол пользовательских дейтаграмм или универсальный протокол дейтаграмм
соединение	Протокол управления передачей — это протокол, ориентированный на соединение.	Протокол пользовательских дейтаграмм — это протокол без установления соединения.
функция	Как сообщение проходит через Интернет с одного компьютера на другой. Это на основе соединения.	UDP также является протоколом, используемым при передаче или передаче сообщений. Это не основано на соединении, что означает, что одна программа может отправлять загрузку пакетов другой, и это будет концом отношений.
использование	TCP подходит для приложений, которые требуют высокой надежности, а время передачи относительно менее критично.	UDP подходит для приложений, которым нужна быстрая и эффективная передача, таких как игры. Характер UDP без сохранения состояния также полезен для серверов, которые отвечают на небольшие запросы огромного числа клиентов.
Использование другими протоколами	HTTP, HTTP, FTP, SMTP, Telnet	DNS, DHCP, TFTP, SNMP, RIP, VOIP.
Упорядочение пакетов данных	TCP переставляет пакеты данных в указанном порядке.	UDP не имеет собственного порядка, так как все пакеты независимы друг от друга. Если заказ требуется, он должен управляться прикладным уровнем.
Скорость передачи	Скорость для TCP ниже, чем для UDP.	UDP работает быстрее, потому что восстановление после ошибки не предпринимается. Это протокол «лучшее из возможного».
надежность	Существует абсолютная гарантия того, что переданные данные остаются нетронутыми и поступают в том же порядке, в котором они были отправлены.	Нет никакой гарантии, что отправленные сообщения или пакеты дойдут вообще.
Размер заголовка	Размер заголовка TCP составляет 20 байт.	Размер заголовка UDP составляет 8 байт.
Общие поля заголовка	Исходный порт, порт назначения, контрольная сумма	Исходный порт, порт назначения, контрольная сумма
Потоковая передача данных	Данные считываются как поток байтов, отличительные признаки не передаются к границам сигнального сообщения (сегмента).	Пакеты отправляются индивидуально и проверяются на целостность только в случае их поступления. Пакеты имеют определенные границы, которые учитываются при получении, что означает, что операция чтения в сокете-получателе приведет к тому, что сообщение будет полностью отправлено.
Вес	TCP тяжелый. TCP требует три пакета для установки сокетного соединения, прежде чем любые пользовательские данные могут быть отправлены. TCP управляет надежностью и контролем перегрузки.	UDP легкий. Нет упорядочения сообщений, отслеживания соединений и т. Д. Это небольшой транспортный уровень, разработанный поверх IP.
Контроль потока данных	TCP делает управление потоком. TCP требует три пакета для установки сокетного соединения, прежде чем любые пользовательские данные могут быть отправлены. TCP управляет надежностью и контролем перегрузки.	У UDP нет опции для управления потоком
Проверка ошибок	TCP проверяет и исправляет ошибки. Ошибочные пакеты повторно передаются от источника к месту назначения.	UDP выполняет проверку ошибок, но просто отбрасывает ошибочные пакеты. Ошибка восстановления не предпринимается.
поля	1. Порядковый номер, 2. Номер ACK, 3. Смещение данных, 4. Зарезервировано, 5. Бит управления, 6. Окно, 7. Срочный указатель 8. Опции, 9. Заполнение, 10. Контрольная сумма, 11. Порт источника, 12. Порт назначения	1. Длина, 2. Порт источника, 3. Порт назначения, 4. Контрольная сумма
Подтверждение	Сегменты подтверждения	Нет подтверждения
Рукопожатие	SYN, SYN-ACK, ACK	Нет рукопожатия (протокол без установления соединения)

Отличия UPD и TCP протоколов.

Итак, разберем отличия данных протоколов.

1. TCP протокол устанавливает соединение с получателем, что не делает UPD протокол.
2. TCP протокол является надежным, так как запрашивает информацию о получении. Если ее нет, то предпринимаются повторные попытки передачи данных. UPD протокол является ненадежным, так как неизвестно, дойдет ли информация до получателя.
3. TCP протокол передает данные в правильном порядке, что не делает UPD протокол.

Как можно понять, TCP протокол имеет намного большую надежность передачи информации в сравнении с UPD протоколом. Но это вовсе не говорит о том, что его нужно скидывать со счетов. Он имеет большую скорость передачи, что очень полезно в сетевых играх или для просмотра потоковых видеофайлов.

Структура пакета

UDP — минимальный ориентированный на обработку сообщений протокол транспортного уровня, задокументированный в RFC 768.

Биты	0 — 15	16 — 31
0-31	Порт отправителя (Source port)	Порт получателя (Destination port)
32-63	Длина датаграммы (Length)	Контрольная сумма (Checksum)
64-…	Данные (Data)

Порт отправителя

Порт получателя

Длина датаграммы

На практике также следует учитывать, что если длина IPv4 пакета с UDP будет превышать MTU (для Ethernet по умолчанию 1500 байт), то отправка такого пакета может вызвать его фрагментацию, что может привести к тому, что он вообще не сможет быть доставлен, если промежуточные маршрутизаторы или конечный хост не будут поддерживать фрагментированные IP пакеты. Также в RFC 791 указывается минимальная длина IP пакета 576 байт, которую должны поддерживать все участники, и рекомендуется отправлять IP пакеты большего размера только в том случае если вы уверены, что принимающая сторона может принять пакеты такого размера. Следовательно, чтобы избежать фрагментации UDP пакетов (и возможной их потери), размер данных в UDP не должен превышать: MTU — (Max IP Header Size) — (UDP Header Size) = 1500 — 60 — 8 = 1432 байт. Для того чтобы быть уверенным, что пакет будет принят любым хостом, размер данных в UDP не должен превышать: (минимальная длина IP пакета) — (Max IP Header Size) — (UDP Header Size) = 576 — 60 — 8 = 508 байт.

Контрольная сумма

IPsec

Internet Protocol Security (IPsec) — это набор протоколов для обеспечения защиты данных, передаваемых по IP-сети. В отличие от SSL, который работает на прикладном уровне, IPsec работает на сетевом уровне и может использоваться нативно со многими операционными системами, что позволяет использовать его без сторонних приложений (в отличие от OpenVPN).

IPsec стал очень популярным протоколом для использования в паре с L2TP или IKEv2, о чем мы поговорим ниже.

IPsec шифрует весь IP-пакет, используя:

Authentication Header (AH), который ставит цифровую подпись на каждом пакете;
Encapsulating Security Protocol (ESP), который обеспечивает конфиденциальность, целостность и аутентификацию пакета при передаче.

Обсуждение IPsec было бы неполным без упоминания утечки презентации Агентства Национальной Безопасности США, в которой обсуждаются протоколы IPsec (L2TP и IKE). Трудно прийти к однозначным выводам на основании расплывчатых ссылок в этой презентации, но если модель угроз для вашей системы включает целевое наблюдение со стороны любопытных зарубежных коллег, это повод рассмотреть другие варианты. И все же протоколы IPsec еще считаются безопасными, если они реализованы должным образом.

Теперь мы рассмотрим, как IPsec используется в паре с L2TP и IKEv2.

L2TP/IPsec

Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) был впервые предложен в 1999 году в качестве обновления протоколов L2F (Cisco) и PPTP (Microsoft). Поскольку L2TP сам по себе не обеспечивает шифрование или аутентификацию, часто с ним используется IPsec. L2TP в паре с IPsec поддерживается многими операционными системами, стандартизирован в RFC 3193.

L2TP/IPsec считается безопасным и не имеет серьезных выявленных проблем (гораздо безопаснее, чем PPTP). L2TP/IPsec может использовать шифрование 3DES или AES, хотя, учитывая, что 3DES в настоящее время считается слабым шифром, он используется редко.

У протокола L2TP иногда возникают проблемы из-за использования по умолчанию UDP-порта 500, который, как известно, блокируется некоторыми брандмауэрами.

Протокол L2TP/IPsec позволяет обеспечить высокую безопасность передаваемых данных, прост в настройке и поддерживается всеми современными операционными системами. Однако L2TP/IPsec инкапсулирует передаваемые данные дважды, что делает его менее эффективным и более медленным, чем другие VPN-протоколы.

IKEv2/IPsec

Internet Key Exchange version 2 (IKEv2) является протоколом IPsec, используемым для выполнения взаимной аутентификации, создания и обслуживания Security Associations (SA), стандартизован в RFC 7296. Так же защищен IPsec, как и L2TP, что может говорить об их одинаковом уровне безопасности. Хотя IKEv2 был разработан Microsoft совместно с Cisco, существуют реализации протокола с открытым исходным кодом (например, OpenIKEv2, Openswan и strongSwan).

Благодаря поддержке Mobility and Multi-homing Protocol (MOBIKE) IKEv2 очень устойчив к смене сетей. Это делает IKEv2 отличным выбором для пользователей смартфонов, которые регулярно переключаются между домашним Wi-Fi и мобильным соединением или перемещаются между точками доступа.

IKEv2/IPsec может использовать ряд различных криптографических алгоритмов, включая AES, Blowfish и Camellia, в том числе с 256-битными ключами.

IKEv2 поддерживает Perfect Forward Secrecy.

Во многих случаях IKEv2 быстрее OpenVPN, так как он менее ресурсоемкий. С точки зрения производительности IKEv2 может быть лучшим вариантом для мобильных пользователей, потому как он хорошо переустанавливает соединения. IKEv2 нативно поддерживается на Windows 7+, Mac OS 10.11+, iOS, а также на некоторых Android-устройствах.

Протокол UDP

Первой технологией, которая активно применялась в современном телевещании и с которой связывают термин «низкая задержка», было вещание мультикаст-трафика с MPEG Transport Stream содержимым по UDP. Обычно подобный формат выбирали в закрытых ненагруженных сетях, где вероятность потери пакетов сводилась к минимуму. К примеру, вещание с кодера на модулятор на головной станции — зачастую в рамках одной серверной стойки — либо IPTV-вещание по выделенной линии с усилителями и повторителями. Подобная технология используется повсеместно и показывает отличные показатели задержки. Российские компании достигали задержки на кодирование, передачу данных и декодирование с использованием сети Ethernet не более 80 мс при 25 кадрах/с.

Зачем сравнивать TCP или что с ним не так

packet loss — примерно 0,6% пакетов, которые мы отправляем, теряются по пути;
reordering — перестановка пакетов местами, в реальной жизни довольно редкое явление, но случается в 0,2% случаев;
jitter — когда пакеты отправляются равномерно, а приходят очередями с задержкой примерно в 50 мс.

Как вычислить RTT

RIPE Atlasбеспроводные сети популярны и нестабильны

Более 80% пользователей используют беспроводной интернет;
Параметры беспроводных сетей динамично меняются в зависимости, например, от того, что пользователь повернул за угол;
Беспроводные сети имеют высокие показатели packet loss, jitter, reordering;
Фиксированный ассиметричный канал, смена IP-адреса.

TCP в нестабильных сетях

меньше половины канала

Беспроводные мобильные сети победили и нестабильны.
TCP не до конца утилизирует канал в нестабильных сетях.
Потребление контента зависит от скорости интернета: чем выше скорость интернета, тем больше пользователи смотрят, а мы очень любим наших пользователей и хотим, чтобы они смотрели больше.

Выводы сайт

TCP гарантирует доставку пакетов данных в неизменных виде, последовательности и без потерь, UDP ничего не гарантирует.
TCP требует заранее установленного соединения, UDP соединения не требует.
UDP обеспечивает более высокую скорость передачи данных.
TCP надежнее и осуществляет контроль над процессом обмена данными.
UDP предпочтительнее для программ, воспроизводящих потоковое видео, видеофонии и телефонии, сетевых игр.

User Datagram Protocol (UDP)
(протокол пользовательских дейтаграмм) — является протоколом стандарта TCP/IP , определенный в стандарте RFC 768, «User Datagram Protocol (UDP)». UDP используется вместо TCP для быстрой и ненадежной транспортировки данных между TCP/IP хостами.

UDP протокол
обеспечивает обслуживание без установления соединения, таким образом UDP не гарантирует доставку или проверки последовательности для любой дейтаграммы. Хост, который нуждается в надежной связи должен использовать либо протокол TCP либо программу, которая будет сама следить за последовательностью дейтаграмм и подтверждать прием каждого пакета.

Чувствительные ко времени приложения часто используют UDP (видеоданные), так как предпочтительнее сбросить пакеты, чем ждать задержавшиеся пакеты, что может оказаться невозможным в системах реального времени. Также потеря одного или нескольких кадров, при передаче видеоданных по UDP, не так критична, в отличии от передачи бинарных файлов, где потеря одно пакета может привести к искажению всего файла. Еще одним преимуществом протокола UDP является то, что длина заголовка UDP составляет 4 байта, а у TCP протокола — 20 байт.

UDP сообщения инкапсулируются и передаются в IP дейтаграммы.

Выводы

Как реально работает сеть, и что TCP можно повторить поверх UDP и сделать лучше.
Что TCP не так плох, если его правильно настроить, но он реально сдался и больше уже почти не развивается.
Не верьте хейтерам UDP, которые говорят, что в user space работать не будет. Все эти проблемы можно решить. Пробуйте — это ближайшее будущее.
Если не верите, то сеть можно и нужно трогать руками. Я показывал, как почти все можно проверить.

Настраивайте протокол (TCP, UDP — неважно) под ситуацию (профиль сети + профиль нагрузки).
Используйте рецепты TCP, которые я вам рассказал: TFO, send/recv buffer, TLS1.3, CC…
Делайте свои UDP-протоколы, если есть ресурсы.
Если сделали свой UDP, проверьте UDP check list, что вы сделали все, что надо. Забудете какую-нибудь ерунду типа pacing, не будет работать.