UDP : Qu’est-ce que le Protocole de Datagramme Utilisateur (UDP) ?

Le protocole UDP (User Datagram Protocol) est un protocole de communication principalement utilisé pour établir des connexions à faible latence et à tolérance de perte entre les applications sur Internet.

UDP accélère les transmissions en permettant le transfert de données avant qu’un accord ne soit fourni par la partie destinataire. En conséquence, UDP est avantageux dans les communications urgentes, y compris la voix sur IP (VoIP), la recherche du système de nom de domaine ( DNS ) et la lecture vidéo ou audio.

UDP est une alternative au Transmission Control Protocol (TCP). UDP et TCP s’exécutent tous deux sur IP et sont parfois appelés UDP/IP ou TCP/IP. Cependant, il existe des différences importantes entre les deux. Par exemple, UDP permet la communication de processus à processus, tandis que TCP prend en charge la communication hôte à hôte.

TCP envoie des paquets individuels et est considéré comme un support de transport fiable. D’autre part, UDP envoie des messages, appelés datagrammes , et est considéré comme un mode de communication au mieux. Cela signifie qu’UDP ne fournit aucune garantie que les données seront livrées ou offre des fonctionnalités spéciales pour retransmettre les messages perdus ou corrompus.

UDP fournit deux services non fournis par la couche IP. Il fournit des numéros de port pour aider à distinguer les différentes demandes des utilisateurs. Il fournit également une capacité de somme de contrôle facultative pour vérifier que les données sont arrivées intactes.

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Fonctionnalités du protocole de datagramme utilisateur

User Datagram Protocol a des attributs qui le rendent avantageux pour une utilisation avec des applications qui peuvent tolérer la perte de données. Ci-dessous quelques exemples :

• Il permet aux paquets d’être abandonnés et reçus dans un ordre différent de celui de leur transmission, ce qui le rend adapté aux applications en temps réel où la latence peut être un problème.
• Il peut être utilisé pour les protocoles basés sur les transactions, tels que DNS ou Network Time Protocol (NTP).
• Il peut être utilisé là où un grand nombre de clients sont connectés et où la correction d’erreurs en temps réel n’est pas nécessaire, comme les jeux, les conférences vocales ou vidéo et la diffusion multimédia en continu.

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Composition d’en-tête UDP

Le protocole de datagramme utilisateur utilise des en-têtes lors de l’empaquetage des données de message à transférer via des connexions réseau. Les en-têtes UDP contiennent un ensemble de paramètres — appelés champs — définis par les spécifications techniques du protocole.

L’en-tête User Datagram Protocol comporte quatre champs, chacun de 2 octets. Ils sont les suivants :

• numéro de port source , qui est le numéro de l’expéditeur ;
• numéro de port de destination , le port auquel le datagramme est adressé ;
• length , la longueur en octets de l’en-tête UDP et de toutes les données encapsulées ; et
• checksum , qui est utilisé dans la vérification des erreurs — son utilisation est obligatoire dans IPv6 et facultative dans IPv4.

Comment fonctionne UDP

UDP utilise IP pour obtenir un datagramme d’un ordinateur à un autre. UDP fonctionne en rassemblant des données dans un paquet UDP et en ajoutant ses propres informations d’en-tête au paquet. Ces données se composent des ports source et destination sur lesquels communiquer, de la longueur du paquet et d’une somme de contrôle. Une fois les paquets UDP encapsulés dans un paquet IP, ils sont envoyés vers leurs destinations.

Contrairement à TCP, UDP ne garantit pas que les paquets arriveront aux bonnes destinations. Cela signifie qu’UDP ne se connecte pas directement à l’ordinateur récepteur, contrairement à TCP. Au contraire, il envoie les données et s’appuie sur les périphériques entre les ordinateurs d’envoi et de réception pour obtenir correctement les données là où elles sont censées aller.

La plupart des applications attendent les réponses qu’elles s’attendent à recevoir en raison des paquets envoyés via UDP. Si une application ne reçoit pas de réponse dans un certain délai, l’application envoie à nouveau le paquet ou arrête d’essayer.

UDP utilise un modèle de transmission simple qui n’inclut pas de dialogues d’établissement de liaison pour assurer la fiabilité, l’ordre ou l’intégrité des données. Par conséquent, le service d’UDP n’est pas fiable. Les paquets peuvent arriver dans le désordre, sembler avoir des doublons ou disparaître sans avertissement.

Bien que cette méthode de transmission ne garantisse pas que les données envoyées atteindront leur destination, elle a une faible surcharge et est populaire pour les services qui ne doivent pas absolument fonctionner la première fois.

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Applications de l’UDP

Transmission de données sans perte

User Datagram Protocol peut être utilisé dans des applications qui nécessitent une transmission de données sans perte. Par exemple, une application configurée pour gérer le processus de retransmission des paquets perdus et organiser correctement les paquets reçus peut utiliser UDP. Cette approche peut aider à améliorer le taux de transfert de données de fichiers volumineux par rapport à TCP.

Dans le modèle de communication Open Systems Interconnection (OSI), UDP se trouve dans la couche 4, la couche de transport. UDP fonctionne en conjonction avec des protocoles de niveau supérieur pour aider à gérer les services de transmission de données, notamment le protocole TFTP (Trivial File Transfer Protocol), le protocole RTSP (Real Time Streaming Protocol) et le protocole SNMP (Simple Network Management Protocol).

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Jeux, voix et vidéo

UDP est un protocole idéal pour les applications réseau dans lesquelles la latence perçue est critique, comme dans les jeux, les communications vocales et vidéo. Ces exemples peuvent subir des pertes de données sans affecter négativement la qualité perçue. Dans certains cas, cependant, des techniques de correction d’erreur directe sont utilisées en plus de l’UDP pour améliorer la qualité audio et vidéo, malgré quelques pertes.

Services qui n’ont pas besoin de transmission de paquets fixe

Le protocole de datagramme utilisateur peut également être utilisé pour des applications qui dépendent d’un échange d’informations fiable, mais qui devraient avoir leurs propres méthodes pour répondre aux paquets. Ces services sont avantageux car ils ne sont pas liés à des modèles fixes pour garantir l’exhaustivité et l’exactitude des paquets de données envoyés. Les utilisateurs peuvent décider comment et quand répondre aux informations qui ne sont pas correctes ou triées.

Protocoles de mise à jour de multidiffusion et de routage

User Datagram Protocol peut également être utilisé pour la multidiffusion car il prend en charge la commutation de paquets. De plus, UDP est utilisé pour certains protocoles de mise à jour de routage, tels que le protocole d’information de routage (RIP).

Candidatures rapides

UDP peut être utilisé dans des applications où la vitesse plutôt que la fiabilité est critique. Par exemple, il peut être prudent d’utiliser UDP dans une application envoyant des données à partir d’une acquisition rapide où il est acceptable de perdre certains points de données.

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TCP contre UDP

TCP et UDP font partie de la suite de protocoles TCP/IP, qui comprend un certain nombre de protocoles pour effectuer des communications réseau.

TCP est devenu le protocole dominant utilisé pour la majeure partie de la connectivité Internet en raison de sa capacité à diviser de grands ensembles de données en paquets individuels, à rechercher et à renvoyer les paquets perdus et à réassembler les paquets dans le bon ordre. Mais ces services supplémentaires ont un coût en termes de surcharge de données et de latence supplémentaires.

En revanche, User Datagram Protocol est considéré comme un protocole sans connexion car il ne nécessite pas l’établissement d’un circuit virtuel avant qu’un transfert de données ne se produise. Le protocole de communication envoie simplement les paquets, ce qui signifie qu’il a une surcharge de bande passante et une latence beaucoup plus faibles. Avec UDP, les paquets peuvent emprunter des chemins différents entre l’expéditeur et le destinataire. En conséquence, certains paquets peuvent être perdus ou reçus dans le désordre.

Les caractéristiques du protocole de datagramme utilisateur sont les suivantes :

• C’est un protocole sans connexion.
• Il est utilisé pour la VoIP, le streaming vidéo, les jeux et les diffusions en direct.
• Il est plus rapide et nécessite moins de ressources.
• Les paquets n’arrivent pas nécessairement dans l’ordre.
• Il autorise les paquets manquants — l’expéditeur est incapable de savoir si un paquet a été reçu.
• Il convient mieux aux applications nécessitant une transmission rapide et efficace, telles que les jeux.

Les caractéristiques TCP sont les suivantes :

• C’est un protocole orienté connexion.
• C’est le protocole le plus utilisé sur Internet.
• Il garantit qu’aucun paquet ne manque et que toutes les données envoyées parviennent au destinataire prévu.
• Il envoie les paquets dans l’ordre afin qu’ils puissent être recousus facilement.
• C’est plus lent et demande plus de ressources.
• Il a un en-tête plus gros que User Datagram Protocol.
• Il convient mieux aux applications nécessitant une fiabilité élevée et le temps de transmission est relativement moins critique.

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