UDP y transporte sin conexión

El Protocolo de Datagramas de Usuario (UDP) es el transporte ligero sin conexión de Internet, que añade poco más que la multiplexación de procesos y una suma de comprobación opcional al servicio de mejor esfuerzo de IP, por lo que las aplicaciones obtienen una sobrecarga y latencia mínimas a costa de las garantías de fiabilidad.

Definition

El Protocolo de Datagramas de Usuario es un protocolo de capa de transporte sin conexión que proporciona entrega de mensajes orientada a procesos, de mejor esfuerzo, añadiendo multiplexación basada en puertos y una suma de comprobación opcional a la capa de red, pero sin ofrecer fiabilidad, ordenación, control de flujo o control de congestión.

Scope

Este tema cubre el transporte sin conexión: el formato del segmento UDP, su multiplexación y demultiplexación a través de números de puerto, su suma de comprobación opcional y las razones por las que una aplicación lo elegiría en lugar de TCP: sin retardo en el establecimiento de la conexión, sin limitación por control de congestión, un control más preciso sobre qué y cuándo enviar, y una pequeña sobrecarga por paquete. Examina las aplicaciones típicas basadas en UDP y las responsabilidades (como la fiabilidad o el control de la tasa) que se transfieren a la aplicación. Excluye la fiabilidad y los mecanismos de congestión de TCP.

Core questions

• ¿Qué servicios mínimos añade UDP sobre IP?
• ¿Cómo multiplexa y demultiplexa UDP los datos utilizando números de puerto?
• ¿Por qué una aplicación preferiría UDP a TCP?
• ¿Qué responsabilidades, como la fiabilidad y el control de la tasa, se trasladan a la aplicación con UDP?
• ¿Qué tipos de aplicaciones suelen utilizar UDP?

Key concepts

• servicio sin conexión
• orientación a datagramas (mensajes)
• formato de segmento UDP
• multiplexación/demultiplexación basada en puertos
• suma de comprobación opcional
• baja sobrecarga y latencia
• sin control de congestión
• fiabilidad en la capa de aplicación

Key theories

Servicio mínimo sin conexión

UDP expone el servicio de datagramas de mejor esfuerzo de IP a las aplicaciones casi sin alteraciones, añadiendo solo multiplexación por puerto y una suma de comprobación opcional, por lo que no tiene configuración, ni estado, ni recuperación automática, intercambiando garantías por simplicidad y baja latencia.

Transporte controlado por la aplicación

Al evitar el control de congestión y la fiabilidad de TCP, UDP le da a una aplicación control directo sobre el tiempo y qué retransmitir, lo que se adapta a protocolos en tiempo real y personalizados, pero obliga a la aplicación a manejar la pérdida y evitar sobrecargar la propia red.

Clinical relevance

UDP sustenta servicios donde la baja latencia o el control preciso importan más que la entrega garantizada: búsquedas DNS, voz y video en tiempo real, juegos en línea y gestión de redes. Transportes más nuevos como QUIC se construyen sobre UDP precisamente para obtener control sobre el transporte mientras se evitan las restricciones de TCP, haciendo que el transporte sin conexión sea central para las redes modernas de baja latencia.

History

UDP se especificó en el RFC 768 (1980) como un transporte mínimo para aplicaciones que no necesitaban la maquinaria de TCP, cuando TCP e IP se separaron en protocolos distintos. Ha permanecido esencialmente sin cambios, y su papel ha crecido a medida que proliferaron las aplicaciones sensibles a la latencia y a medida que los desarrolladores construyeron nuevas características de transporte, incluido el protocolo QUIC, sobre él.

Key figures

• Jon Postel
• James F. Kurose
• Keith W. Ross

Seminal works

• rfc768
• kurose2021

Frequently asked questions

¿Si UDP no es fiable, por qué usarlo?

Para muchas aplicaciones, la entrega rápida importa más que la entrega perfecta. La voz y el video en tiempo real pueden tolerar pérdidas ocasionales pero no el retraso, DNS se beneficia de una consulta rápida de un solo intercambio, y algunas aplicaciones implementan su propia fiabilidad. La falta de configuración y la limitación de congestión de UDP les proporciona menor latencia y más control.

¿UDP hace algo más allá de IP?

Sí, pero poco. UDP añade números de puerto para que los datos lleguen al proceso de aplicación correcto en un host (multiplexación y demultiplexación), y una suma de comprobación opcional para detectar corrupción. Más allá de eso, deja la entrega sin conexión y de mejor esfuerzo de IP sin cambios.