Протокол UDP: что это, как работает и чем отличается от TCP

UDP (User Datagram Protocol, протокол пользовательских датаграмм) — транспортный протокол, который отправляет данные отдельными пакетами без установки соединения и подтверждений доставки. У него заголовок всего 8 байт и нет повторной отправки, поэтому он быстрее TCP. На UDP работают DNS, синхронизация времени, видеозвонки, онлайн-игры и HTTP/3.

Ниже разберём, как устроен UDP-пакет, чем протокол отличается от TCP, какие порты за ним закреплены, и запустим сервер с клиентом на Python. Если сетевые термины пока путаются, начните с обзора сетевых протоколов простыми словами: там TCP и UDP показаны рядом с HTTP, FTP и SSH.

Рекомендуем курсы по сетевому администрированию

• Нетология9.7 ★Профессия «Сетевой инженер»85 800 ₽12 месяцев
• Merion9.6 ★Сетевые технологии21 840 ₽2 месяца
• Дипломикс9.6 ★Управление и администрирование сетевых устройств информационно-коммуникационных систем10 900 ₽
• Академия ТОП9.4 ★Учебная программа “Кибербезопасность и Сетевые технологии”Бесплатно2 года
• АПОК9.5 ★Сетевой инженер - курс переподготовки32 980 ₽280 часов
• GeekBrains9.1 ★Факультет сетевого инженера145 925 ₽11 месяцев

Все 40 курсов→

Что такое UDP простыми словами

Сравните открытку и заказное письмо. Открытку бросили в ящик и забыли: почта не скажет, дошла ли она, и две открытки могут прийти в обратном порядке. Заказное письмо идёт с уведомлением о вручении, зато дольше и с бумажками. UDP похож на открытку, TCP на заказное письмо.

Протокол описан в документе RFC 768 от 28 августа 1980 года, его автор Джон Постел. Документ занимает три страницы, и с тех пор формат пакета не менялся. Там же прямо сказано, чего от протокола ждать не стоит:

Протокол ориентирован на транзакции, доставка и защита от дублей не гарантируются. Приложениям, которым нужна упорядоченная надёжная доставка потока данных, следует использовать TCP.

UDP живёт на транспортном уровне, четвёртом в модели OSI. В заголовке IP-пакета у него свой номер протокола, 17. Ниже него IP доставляет пакет до нужного компьютера, а сам UDP доводит данные до нужной программы через номер порта.

Единицу данных UDP называют датаграммой или UDP-пакетом. Встречается и написание «дейтаграмма», это одно и то же слово.

Как работает протокол UDP

У UDP нет фазы установки соединения. Программа просто берёт данные, указывает адрес и порт получателя и отправляет. Весь путь выглядит так:

1. Приложение передаёт данные операционной системе через сокет типа «датаграмма».
2. UDP добавляет к данным заголовок из 8 байт: порты отправителя и получателя, длину и контрольную сумму.
3. IP заворачивает датаграмму в свой пакет и отправляет по сети.
4. Компьютер получателя проверяет контрольную сумму и по номеру порта отдаёт данные нужной программе.
5. Если пакет потерялся по дороге, отправитель об этом не узнает. Повтор, если он нужен, делает само приложение.

Главное следствие: UDP сохраняет границы сообщений. Отправили три датаграммы, получатель прочитает три отдельных сообщения, а не склеенный поток байтов, как в TCP. Это удобно для коротких запросов вроде DNS: один вопрос, один ответ.

Порт обозначается числом от 0 до 65 535, по нему система понимает, какой программе отдать пакет. Подробно о том, чем сетевой порт отличается от разъёма на корпусе, рассказано в статье про порты компьютера.

Структура пакета: заголовок в 8 байт

Заголовок UDP состоит из четырёх полей по 16 бит. Для сравнения: заголовок TCP по RFC 9293 занимает 20 байт, только когда опций нет, а с опциями он длиннее.

Контрольную сумму считают не только по самому пакету, но и по псевдозаголовку: IP-адресам отправителя и получателя, номеру протокола и длине. Так получатель отсеет датаграмму, которая пришла не на тот адрес.

Контрольная сумма в IPv4 и IPv6

• В IPv4 нулевая контрольная сумма означает «отправитель её не считал», так разрешает RFC 768. Но RFC 1122 требует, чтобы по умолчанию подсчёт был включён, а пакет с неверной суммой система молча выбрасывает.
• В IPv6 контрольная сумма UDP обязательна: по RFC 8200 узел IPv6 должен вычислять её для каждого исходящего пакета.

Размер UDP-пакета и MTU

Поле длины 16-битное, поэтому датаграмма с заголовком не длиннее 65 535 байт. В IPv4 из этого вычитаются ещё 20 байт заголовка IP, и полезных данных в одной датаграмме помещается максимум 65 507 байт.

На практике пакеты гораздо меньше. В обычной сети Ethernet MTU, максимальный размер кадра для IP, равен 1500 байт. За вычетом 20 байт IPv4 и 8 байт UDP остаётся 1472 байта данных. Всё, что длиннее, IP режет на фрагменты, и потеря любого из них губит всю датаграмму.

Поэтому RFC 8085 с рекомендациями по UDP не рекомендует отправлять датаграммы больше MTU пути: приложению стоит либо определять этот MTU, либо слать датаграммы меньше минимального.

Чем UDP отличается от TCP

Оба протокола работают поверх IP и используют порты. Различаются тем, сколько работы они берут на себя.

Правило выбора простое. Если устаревшие данные бесполезны, как кадр видеозвонка секундной давности, берут UDP. Если важен каждый байт, как в файле или платеже, берут TCP.

Выбор транспорта под задачу входит в обычную работу сетевого инженера. С чего начать путь в профессию, рассказано в плане, как стать сетевым инженером с нуля, а программы обучения собраны в каталоге курсов по сетевому администрированию.

CheckroiПодборка курсов по сетевому администрированию40 курсов • 18 школСравните цены, школы, программу и найдите выгодные предложения по обучениюСравнить→

Где используют датаграммы: порты и сервисы

За многими сервисами UDP-порты закреплены в реестре IANA. Вот те, что встречаются чаще всего:

DNS работает поверх UDP со времён RFC 1035 1987 года. Там сказано, что DNS-сообщения по UDP ограничены 512 байтами, а более длинный ответ обрезается и помечается флагом TC.

Голосовая связь и видео тоже живут на UDP: потерянный кусок звука лучше пропустить, чем ждать его повтора и получить задержку. Этим занимаются VoIP-инженеры, у которых UDP и порты STUN каждый день в работе.

HTTP/3 и QUIC: зачем вебу UDP

Долгое время сайты грузились только по TCP. Протокол QUIC изменил это: по RFC 9000 его пакеты передаются в UDP-датаграммах, чтобы QUIC было проще развернуть в существующих системах и сетях.

Надёжность при этом никуда не делась, её просто перенесли выше. RFC 9114 описывает HTTP/3 как HTTP поверх QUIC, и упорядоченную надёжную доставку внутри каждого потока обеспечивает QUIC. Чем HTTP/3 отличается от прежних версий, видно в разборе HTTP и HTTPS.

CheckroiПодборка курсов по Python567 курсов • 51 школаСравните цены, школы, программу и найдите выгодные предложения по обучениюСравнить→

Пример на Python: сервер и клиент

Проще всего понять UDP, запустив его. Скрипт ниже поднимает сервер на порту 9999, отправляет ему три слова и получает их обратно заглавными буквами. Сервер и клиент работают в одном файле, так что хватит одного терминала:

import socket
import threading

ADDR = ("127.0.0.1", 9999)

server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
server.bind(ADDR)

def serve():
    for _ in range(3):
        data, client = server.recvfrom(1024)
        print(f"сервер: {data.decode()!r} от {client[0]}")
        server.sendto(data.decode().upper().encode(), client)

threading.Thread(target=serve, daemon=True).start()

client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
client.settimeout(1.0)
for word in ["привет", "udp", "без рукопожатия"]:
    client.sendto(word.encode(), ADDR)
    reply, _ = client.recvfrom(1024)
    print(f"клиент: ответ {reply.decode()!r}")

Вывод в терминале:

сервер: 'привет' от 127.0.0.1
клиент: ответ 'ПРИВЕТ'
сервер: 'udp' от 127.0.0.1
клиент: ответ 'UDP'
сервер: 'без рукопожатия' от 127.0.0.1
клиент: ответ 'БЕЗ РУКОПОЖАТИЯ'

Что здесь важно:

• SOCK_DGRAM означает UDP. Для TCP был бы SOCK_STREAM.
• Нет вызовов listen(), accept() и connect(): соединения не существует, каждая датаграмма сама несёт адрес получателя.
• recvfrom() возвращает и данные, и адрес отправителя, по нему сервер шлёт ответ.
• settimeout(1.0) нужен потому, что ответ может не прийти никогда. Без тайм-аута клиент повис бы навсегда.

Если хочется потренировать сокеты дальше, начните с задач по Python для начинающих и потом переходите к сетевым.

Канал основателя Checkroi Вани БуявцаЗабирайте промпты и обучение по нейросетям в моём Телеграм-каналеБольше 3 700 человек уже применяют Claude Code, ChatGPT и другие нейросети в работе, учёбе, бизнесе и жизниПерейти в канал→

Как проверить открытый порт

Чтобы узнать, какие программы слушают UDP на вашем компьютере, хватит встроенных команд.

Ключи ss по справке man: -u показывает UDP-сокеты, -l только слушающие, -p процессы. Сайт man7.org из России открывается не всегда, та же справка есть в самой системе: команда man ss. В netstat для Windows параметр -p принимает tcp, udp, tcpv6 или udpv6, это видно в справке Microsoft.

Со сканированием UDP есть подвох. Закрытый порт отвечает ICMP-сообщением «порт недоступен», а открытый на пустой пакет отвечает редко: программа обычно сразу выбрасывает его как неверный. Так это объясняет документация Nmap, и порт без ответа получает статус open|filtered: открыт он или его закрыл фаервол, по скану не понять. Команды с примерами вывода собраны в статье про сканирование портов в Nmap.

Частые ошибки и что с ними делать

Ошибка «Message too long» при отправке

Симптом: sendto() падает с ошибкой «Message too long».

Причина: датаграмма больше, чем пропускает система. Скрипт с отправкой 1472, 65 507 и 65 508 байт на Linux дал такой результат:

1472 байт: отправлено
65507 байт: отправлено
65508 байт: ошибка Message too long

В macOS порог намного ниже. Предел задаёт параметр ядра net.inet.udp.maxdgram, в исходниках XNU он равен 9216 байтам. Там тот же скрипт падает уже на 65 507.

Решение: резать данные на куски до 1472 байт или до MTU своей сети, а большие файлы передавать по TCP.

CheckroiПодборка курсов по Linux158 курсов • 30 школСравните цены, школы, программу и найдите выгодные предложения по обучениюСравнить→

Пакеты теряются и приходят не по порядку

Симптом: на локальной машине всё работает, а через интернет часть сообщений пропадает.

Причина: так UDP и устроен, повтора и сортировки в нём нет.

Решение: добавить в каждое сообщение номер и при необходимости переспрашивать пропущенное. Если нужна полноценная надёжность, проще взять TCP или готовый QUIC, чем изобретать свой протокол.

Клиент зависает на recvfrom

Симптом: программа ждёт ответа и не завершается.

Причина: ответ потерялся или порт закрыт, а UDP об этом не сообщает.

Решение: всегда ставить тайм-аут на сокет и решать, что делать, если ответа нет: повторить запрос или вернуть ошибку.

Сервер на UDP стал участником DDoS-атаки

Симптом: исходящий трафик сервера внезапно вырос, а жалобы приходят от чужих сетей.

Причина: UDP не проверяет, кто на самом деле прислал запрос. Злоумышленник подставляет адрес жертвы, и ваш сервер шлёт ей ответы, которые больше запроса. RFC 8085 называет такие ответы потенциальным вектором атак с усилением.

Решение: не открывать DNS, NTP и SNMP в интернет без нужды, ограничивать частоту ответов и проверять отправителя. Как устроены такие атаки и почему их трудно остановить, описано в материале о DDoS-атаках.

CheckroiПодборка курсов для системных администраторов132 курса • 31 школаСравните цены, школы, программу и найдите выгодные предложения по обучениюСравнить→

Где освоить сетевое администрирование системно

Разобраться в одном протоколе можно за вечер. Настраивать сети, фаерволы и мониторинг, ловить потери пакетов в Wireshark и объяснять разработчикам, почему их сервис не проходит через NAT, учат на курсах по сетям. Работа с TCP, UDP и портами каждый день входит в задачи сетевого инженера и системного администратора.

Программы по сетевому администрированию можно сравнить по цене, длительности и формату:

Курс	Школа	Стоимость со скидкой	В рассрочку	Длитель­ность	Обзор курса от Checkroi
Администрирование ОС Linux Перейти на сайт курса	Skillbox	90 157 ₽	5556 ₽/мес.	3 месяца	Обзор курса
Профессия «Сетевой инженер» Перейти на сайт курса	Нетология	85 800 ₽	3575 ₽/мес.	12 месяцев	Обзор курса
Сетевые технологии Перейти на сайт курса	Merion	21 840 ₽	1578 ₽/мес.	2 месяца	Обзор курса
Сетевые технологии Huawei Перейти на сайт курса	Merion	11 830 ₽	938 ₽/мес.	2 месяца	Обзор курса
Системное администрирование и информационные технологии - курс переподготовки Перейти на сайт курса	АПОК	32 980 ₽	2748 ₽/мес.	576 часов	Обзор курса

• 

  Администрирование ОС Linux

  Skillbox90 157 ₽5556 ₽/мес3 месяца
  Перейти на сайт курсаОбзор
• 

  Профессия «Сетевой инженер»

  Нетология85 800 ₽3575 ₽/мес12 месяцев
  Перейти на сайт курсаОбзор
• 

  Сетевые технологии

  Merion21 840 ₽1578 ₽/мес2 месяца
  Перейти на сайт курсаОбзор
• 

  Сетевые технологии Huawei

  Merion11 830 ₽938 ₽/мес2 месяца
  Перейти на сайт курсаОбзор
• 

  Системное администрирование и информационные технологии - курс переподготовки

  АПОК32 980 ₽2748 ₽/мес576 часов
  Перейти на сайт курсаОбзор

Больше программ — в полном каталоге курсов по сетевому администрированию