UDPとは?ネットワーク初心者向けにわかりやすく3分で解説

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UDPUser Datagram Protocol)とは、OSI参照モデル第4層:トランスポート層で動作する速さ優先の通信プロトコルです。

このページでは、UDPって何?UDPはいつどのように利用される?UDPとTCPの違いは?というような疑問をお持ちのネットワーク初心者の方のために、UDPの基本を図解付きでわかりやすく解説します。

このページで学べる内容
  • UDP(User Datagram Protocol)とは?
    • 【復習】トランスポート層の役割
  • UDPとTCPの違い
    • UDPの用途/ヘッダフォーマット

ネットワークエンジニアを目指す方であれば知らないと恥ずかしい超・基本知識の1つです。是非最後までご覧ください。

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UDPとは?わかりやすく

UDPとは わかりやすく

UDPUser Datagram Protocol)とはOSI参照モデルのトランスポート層で動作し、IP(Internet Protocol)の上位プロトコルとしての役割を果たるプロトコルです。

トランスポート層

OSI参照モデルの第1層:物理層~第3層:ネットワーク層までが有機的に動作することで、通信機器同士のEnd-to-Endの通信環境が確立されます。

現実世界で言えば、手紙を送るときに相手の住所とこちらの住所が明確になっている状況です。

OSI参照モデルの第4層:トランスポート層のプロトコルでは、通信環境の確立を踏まえて大きく以下の2つを行います。

トランスポート層プロトコルの役割
  • End-to-Endの通信品質の担保を行う
  • アプリケーションの識別を行う

UDPUser Datagram Protocol)は、トランスポート層のプロトコルであるにも関わらず、End-to-Endの通信品質の担保を行いません(コネクションレス型の通信)。その代わり無駄な通信を行わないので、通信速度を向上させ、リアルタイムな通信環境を確立することが可能になるという特徴を持ちます。

TCPは別名「伝送制御プロトコル」とも呼ばれ、通信品質の担保を行うために様々な仕組みを備えますが、UDPには同様の仕組みが存在しません。

そのため、プロトコル定義書(RFC)も非常に簡易的なものとなっています。

UDPを一言でまとめると・・・
  • 信頼性は高くないが速度重視の通信を行う際に用いられるプロトコル

UDPはトランスポート層で動作するプロトコルなので、分かりやすく言えば「通信速度重視」でアプリケーションの識別(=ポート番号の識別)を行うプロトコルだと考えることもできます。

ポート番号

ポート番号とは、コンピュータがTCP/IP通信に使用するプログラムを識別するための番号です。

あなたがメールをしながら動画を見て、同時にExcelなどのファイルを編集できるのは、コンピュータ内部では複数のアプリケーションが動いているためです。

ポート番号とは

したがって、送られてくるデータも「どのアプリケーションのデータ」なのか?を判別する必要があります。

通信することができるのは、トランスポート層のおかげなのです。

アプリケーションの識別を行う際には、アプリケーションごとに決められたポート番号を参照しに行きます。IPアドレスが住所であるとするなら、ポート番号は部屋番号のようなもので、ポート番号があるからこそ、メールデータをきちんとメールサーバーに届けることができるのです。

種類現実世界で例えると・・・
IPアドレス住所東京都千代田区永田町1−1−1
ポート番号部屋番号101号室

TCPとUDPの違い

UDPをより深く理解できるように、TCPの比較を通してUDPの仕組みを1つ1つ見ていきましょう。

UDPヘッダのフォーマット

UDPのヘッダはTCPと比較して非常に簡易的です。

UDPヘッダのフォーマット
UDPヘッダ
bit数説明
送信元ポート番号16 bit送信元のポート番号
送信先ポート番号16 bit送信先(宛先)のポート番号
パケット長16 bitUDPヘッダとUDPデータの長さの合計
チェックサム16 bitUDPヘッダとUDPデータのエラーチェック用の値

TCPと比較すると分かりますが、UDPは本当にポート番号の識別ぐらいしか役割がありませんね。

TCPはご覧のようにポート番号の他にも通信品質担保のための様々なデータをやり取りします。

TCPヘッダ

UDPは簡易的なフォーマットですが、その分通信速度が向上します。

UDPとTCPの用途

UDPは以下のような特徴を持つプロトコルです。

【再掲】UDPを一言でまとめると・・・
  • 信頼性は高くないが速度重視の通信を行う際に用いられるプロトコル

その特徴を生かして以下のような画面で利用されます。

UDPの主な用途
  • データを同時配信する場合
  • リアルタイム性が要求されるデータを転送する場合
  • 信頼性が求められない通信を行う場合

TCPとの比較をまとめると以下の通りです。

プロトコルTCPUDP
信頼性
通信速度
通信方式コネクション型コネクションレス型
用途メール送受信/ファイル共有/Webページの閲覧などストリーミング/音声通話/テレビ会議など

UDPはTCPと違い非常にシンプルなプロトコルなので技術的に覚える内容が少なく多少不完全燃焼な感じもありますが、UDPの基本的な仕組みは以上です。

イマイチ理解できていない・・・と感じる方はもう一度このページを読み返してみましょう!

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