Redes informáticas/Protocolos TCP y UDP en el nivel de transporte

En el nivel de transporte, encontramos dos protocolos ampliamente utilizados: TCP y UDP.

Protocolo TCP

La descripción completa del protocolo TCP se encuentra en el documento RFC793 o su traducción al español. TCP (Transmission-Control-Protocol, en español Protocolo de Control de Transmisión) es de los protocolos fundamentales en Internet. Fue creado entre los años 1973 - 1974 por Vint Cerf y Robert Kahn.

Muchos programas dentro de una red de datos compuesta por computadoras pueden usar TCP para crear conexiones entre ellos a través de las cuales puede enviarse un flujo de datos. El protocolo garantiza que los datos serán entregados en su destino sin errores y en el mismo orden en que se transmitieron. También proporciona un mecanismo para distinguir distintas aplicaciones dentro de una misma máquina, a través del concepto de puerto.

TCP da soporte a muchas de las aplicaciones más populares de Internet, incluidas HTTP, SMTP, SSH y FTP.

TCP es un protocolo de comunicación orientado a conexión y fiable del nivel de transporte, actualmente documentado por IETF en el RFC 793. Es un protocolo de capa 4 según el modelo OSI.

Funciones de TCP

En la pila de protocolos TCP/IP, TCP es la capa intermedia entre el protocolo de internet (IP) y la aplicación. Habitualmente, las aplicaciones necesitan que la comunicación sea fiable y, dado que la capa IP aporta un servicio de datagramas no fiable (sin confirmación), TCP añade las funciones necesarias para prestar un servicio que permita que la comunicación entre dos sistemas se efectúe libre de errores, sin pérdidas y con seguridad.

Los servicios provistos por TCP corren en el anfitrión (host) de cualquiera de los extremos de una conexión, no en la red. Por lo tanto, TCP es un protocolo para manejar conexiones de extremo a extremo. Tales conexiones pueden existir a través de una serie de conexiones punto a punto, por lo que estas conexiones extremo-extremo son llamadas circuitos virtuales. Las características del TCP son:

• Orientado a la conexión: dos computadoras establecen una conexión para intercambiar datos. Los sistemas de los extremos se sincronizan con el otro para manejar el flujo de paquetes y adaptarse a la congestión de la red.
• Operación Full-Duplex: una conexión TCP es un par de circuitos virtuales, cada uno en una dirección. Sólo los dos sistemas finales sincronizados pueden usar la conexión.
• Error Checking: una técnica de checksum es usada para verificar que los paquetes no estén corruptos.
• Acknowledgements: sobre recibo de uno o más paquetes, el receptor regresa un acknowledgement (reconocimiento) al transmisor indicando que recibió los paquetes. Si los paquetes no son notificados, el transmisor puede reenviar los paquetes o terminar la conexión si el transmisor cree que el receptor no está más en la conexión.
• Flow Control: si el transmisor está desbordando el buffer del receptor por transmitir demasiado rápido, el receptor descarta paquetes. Los acknowledgement fallidos que llegan al transmisor le alertan para bajar la tasa de transferencia o dejar de transmitir.
• Servicio de recuperación de Paquetes: el receptor puede pedir la retransmisión de un paquete. Si el paquete no es notificado como recibido (ACK), el transmisor envía de nuevo el paquete.

Los servicios confiables de entrega de datos son críticos para aplicaciones tales como transferencias de archivos (FTP por ejemplo), servicios de bases de datos, proceso de transacciones y otras aplicaciones de misión crítica en las cuales la entrega de cada paquete debe ser garantizada.

Formato de los Segmentos TCP

En el nivel de transporte, los paquetes de bits que constituyen las unidades de datos de protocolo o PDU ('Protocol Data Unit') se llaman "segmentos". El formato de los segmentos TCP se muestra en el siguiente esquema:

+	Bits 0 - 3				4 - 7				8 - 15								16 - 31
0	Puerto Origen																Puerto Destino
32	Número de Secuencia
64	Número de Acuse de Recibo (ACK)
96	longitud cabecera TCP				Reservado				Flags								Ventana
128	Suma de Verificación (Checksum)																Puntero Urgente
160	Opciones + Relleno (opcional)
224	Datos

Datos

Las aplicaciones envían flujos de bytes a la capa TCP para ser enviados a la red. TCP divide el flujo de bytes llegado de la aplicación en segmentos de tamaño apropiado (normalmente esta limitación viene impuesta por la unidad máxima de transferencia (MTU) del nivel de enlace de datos de la red a la que la entidad está asociada) y le añade sus cabeceras. Entonces, TCP pasa el segmento resultante a la capa IP, donde a través de la red, llega a la capa TCP de la entidad destino. TCP comprueba que ningún segmento se ha perdido dando a cada uno un número de secuencia, que es también usado para asegurarse de que los paquetes han llegado a la entidad destino en el orden correcto. TCP devuelve un reconocimiento por bytes que han sido recibidos correctamente; un temporizador en la entidad origen del envío causará un timeout si el asentimiento no es recibido en un tiempo razonable, y el (presuntamente desaparecido) paquete será entonces retransmitido. TCP revisa que no haya bytes dañados durante el envío usando un checksum; es calculado por el emisor en cada paquete antes de ser enviado, y comprobado por el receptor.

• Puerto de origen (16 bits): Identifica el puerto a través del que se envía.
• Puerto destino (16 bits): Identifica el puerto del receptor.
• Número de secuencia (32 bits): Sirve para comprobar que ningún segmento se ha perdido, y que llegan en el orden correcto. Su significado varía dependiendo del valor de SYN:
• Si el flag SYN está activo (1), entonces este campo indica el número inicial de secuencia (con lo cual el número de secuencia del primer byte de datos será este número de secuencia más uno).
• Si el flag SYN no está activo (0), entonces este campo indica el número de secuencia del primer byte de datos.
• Número de acuse de recibo (ACK) (32 bits): Si el flag ACK está puesto a activo, entonces en este campo contiene el número de secuencia del siguiente paquete que el receptor espera recibir.
• Longitud de la cabecera TCP (4 bits): Especifica el tamaño de la cabecera TCP en palabras de 32-bits. El tamaño mínimo es de 5 palabras, y el máximo es de 15 palabras (lo cual equivale a un tamaño mínimo de 20 bytes y a un máximo de 60 bytes). En inglés el campo se denomina “Data offset”, que literalmente sería algo así como “desplazamiento hasta los datos”, ya que indica cuántos bytes hay entre el inicio del paquete TCP y el inicio de los datos.
• Reservado (4 bits): Bits reservados para uso futuro, deberían ser puestos a cero.
• Bits de control (flags) (8 bits): Son 8 flags o banderas. Cada una indica “activa” con un 1 o “inactiva” con un 0.

• CWR o “Congestion Window Reduced” (1 bit): Este flag se activa (se pone a 1) por parte del emisor para indicar que ha recibido un paquete TCP con el flag ECE activado. El flag ECE es una extensión del protocolo que fue añadida a la cabecera en el RFC 3168. Se utiliza para el control de la congestión en la red.
• ECE o “ECN-Echo” (1 bit): Indica que el receptor puede realizar notificaciones ECN. La activación de este flag se realiza durante la negociación en tres pasos para el establecimiento de la conexión. Este flag también fue añadido a la cabecera en el RFC 3168.
• URG o “urgent” (1 bit, ver URG): Si está activo significa que el campo “Urgente” es significativo, si no, el valor de este campo es ignorado.
• ACK o “acknowledge” (1 bit, ver ACK): Si está activo entonces el campo con el número de acuse de recibo es válido (si no, es ignorado).
• PSH o “push” (1 bit, ver PSH): Activa/desactiva la función que hace que los datos de ese segmento y los datos que hayan sido almacenados anteriormente en el buffer del receptor deben ser transferidos a la aplicación receptora lo antes posible.
• RST o “reset” (1 bit, ver Flag RST): Si llega a 1, termina la conexión sin esperar respuesta.
• SYN o “synchronize” (1 bit, ver SYN): Activa/desactiva la sincronización de los números de secuencia.
• FIN (1 bit, ver FIN): Si se activa es porque no hay más datos a enviar por parte del emisor, esto es, el paquete que lo lleva activo es el último de una conexión.

• Ventana (16 bits): Es el tamaño de la ventana de recepción, que especifica el número de bytes que el receptor está actualmente esperando recibir.
• Suma de verificación (checksum) (16 bits): Es una suma de verificación utilizada para comprobar si hay errores tanto en la cabecera como en los datos.
• Puntero urgente (16 bits): Si el flag URG está activado, entonces este campo indica el desplazamiento respecto al número de secuencia que indica el último byte de datos marcados como “urgentes”.
• Opciones (número de bits variable): La longitud total del campo de opciones ha de ser múltiplo de una palabra de 32 bits (si es menor, se ha de rellenar al múltiplo más cercano), y el campo que indica la longitud de la cabecera ha de estar ajustado de forma adecuada.
• Datos (número de bits variable): No forma parte de la cabecera, es la carga (payload), la parte con los datos del paquete TCP. Pueden ser datos de cualquier protocolo de nivel superior en el nivel de aplicación; los protocolos más comunes para los que se usan los datos de un paquete TCP son HTTP, telnet, SSH, FTP, etcétera.

Detalles del funcionamiento

Las conexiones TCP se componen de tres etapas: establecimiento de conexión, transferencia de datos y fin de la conexión. Para establecer la conexión se usa el procedimiento llamado negociación en tres pasos (3-way handshake). Una negociación en cuatro pasos (4-way handshake) es usada para la desconexión. Durante el establecimiento de la conexión, algunos parámetros como el número de secuencia son configurados para asegurar la entrega ordenada de los datos y la robustez de la comunicación.

Negociación en tres pasos o Three-way handshake

Establecimiento de la negociación

Aunque es posible que un par de entidades finales comiencen una conexión entre ellas simultáneamente, normalmente una de ellas abre un socket en un determinado puerto tcp y se queda a la escucha de nuevas conexiones. Es común referirse a esto como apertura pasiva, y determina el lado servidor de una conexión. El lado cliente de una conexión realiza una apertura activa de un puerto enviando un paquete SYN inicial al servidor como parte de la negociación en tres pasos. En el lado del servidor se comprueba si el puerto está abierto, es decir, si existe algún proceso escuchando en ese puerto. En caso de no estarlo, se envía al cliente un paquete de respuesta con el bit RST activado, lo que significa el rechazo del intento de conexión. En caso de que sí se encuentre abierto el puerto, el lado servidor respondería a la petición SYN válida con un paquete SYN/ACK. Finalmente, el cliente debería responderle al servidor con un ACK, completando así la negociación en tres pasos (SYN, SYN/ACK y ACK) y la fase de establecimiento de conexión.

Transferencia de datos

Durante la etapa de transferencia de datos, una serie de mecanismos claves determinan la fiabilidad y robustez del protocolo. Entre ellos están incluidos el uso del número de secuencia para ordenar los segmentos TCP recibidos y detectar paquetes duplicados, checksums para detectar errores, y asentimientos y temporizadores para detectar pérdidas y retrasos.

Durante el establecimiento de conexión TCP, los números iniciales de secuencia son intercambiados entre las dos entidades TCP. Estos números de secuencia son usados para identificar los datos dentro del flujo de bytes, y poder identificar (y contar) los bytes de los datos de la aplicación. Siempre hay un par de números de secuencia incluidos en todo segmento TCP, referidos al número de secuencia y al número de asentimiento. Un emisor TCP se refiere a su propio número de secuencia cuando habla de número de secuencia, mientras que con el número de asentimiento se refiere al número de secuencia del receptor. Para mantener la fiabilidad, un receptor asiente los segmentos TCP indicando que ha recibido una parte del flujo continuo de bytes. Una mejora de TCP, llamada asentimiento selectivo (SACK, Selective Acknowledgement) permite a un receptor TCP asentir los datos que se han recibido de tal forma que el remitente solo retransmita los segmentos de datos que faltan.

A través del uso de números de secuencia y asentimiento, TCP puede pasar los segmentos recibidos en el orden correcto dentro del flujo de bytes a la aplicación receptora. Los números de secuencia son de 32 bits (sin signo), que vuelve a cero tras el siguiente byte después del 232-1. Una de las claves para mantener la robustez y la seguridad de las conexiones TCP es la selección del número inicial de secuencia (ISN, Initial Sequence Number).

Un checksum de 16 bits, consistente en el complemento a uno de la suma en complemento a uno del contenido de la cabecera y datos del segmento TCP, es calculado por el emisor, e incluido en la transmisión del segmento. Se usa la suma en complemento a uno porque el acarreo final de ese método puede ser calculado en cualquier múltiplo de su tamaño (16-bit, 32-bit, 64-bit...) y el resultado, una vez plegado, será el mismo. El receptor TCP recalcula el checksum sobre las cabeceras y datos recibidos. El complemento es usado para que el receptor no tenga que poner a cero el campo del checksum de la cabecera antes de hacer los cálculos, salvando en algún lugar el valor del checksum recibido; en vez de eso, el receptor simplemente calcula la suma en complemento a uno con el checksum incluido, y el resultado debe ser igual a 0. Si es así, se asume que el segmento ha llegado intacto y sin errores.

Hay que fijarse en que el checksum de TCP también cubre los 96 bit de la cabecera que contiene la dirección origen, la dirección destino, el protocolo y el tamaño TCP. Esto proporciona protección contra paquetes mal dirigidos por errores en las direcciones.

El checksum de TCP es una comprobación bastante débil. En niveles de enlace con una alta probabilidad de error de bit quizá requiera una capacidad adicional de corrección/detección de errores de enlace. Si TCP fuese rediseñado hoy, muy probablemente tendría un código de redundancia cíclica (CRC) para control de errores en vez del actual checksum. La debilidad del checksum está parcialmente compensada por el extendido uso de un CRC en el nivel de enlace, bajo TCP e IP, como el usado en el PPP o en Ethernet. Sin embargo, esto no significa que el checksum de 16 bits es redundante: sorprendentemente, inspecciones sobre el tráfico de Internet han mostrado que son comunes los errores de software y hardware[cita requerida] que introducen errores en los paquetes protegidos con un CRC, y que el checksum de 16 bits de TCP detecta la mayoría de estos errores simples.

Los asentimientos (ACKs o Acknowledgments) de los datos enviados o la falta de ellos, son usados por los emisores para interpretar las condiciones de la red entre el emisor y receptor TCP. Unido a los temporizadores, los emisores y receptores TCP pueden alterar el comportamiento del movimiento de datos. TCP usa una serie de mecanismos para conseguir un alto rendimiento y evitar la congestión de la red (la idea es enviar tan rápido como el receptor pueda recibir). Estos mecanismos incluyen el uso de ventana deslizante, que controla que el transmisor mande información dentro de los límites del buffer del receptor, y algoritmos de control de flujo, tales como el algoritmo de Evitación de la Congestión (congestion avoidance), el de comienzo lento (Slow-start), el de retransmisión rápida, el de recuperación rápida (Fast Recovery), y otros.

Es interesante notar que existe un número de secuencia generado por cada lado, ayudando de este modo a que no se puedan establecer conexiones falseadas (spoofing).

Tamaño de ventana

El tamaño de la ventana de recepción TCP es la cantidad de datos recibidos (en bytes) que pueden ser metidos en el buffer de recepción durante la conexión. La entidad emisora puede enviar una cantidad determinada de datos pero antes debe esperar un asentimiento con la actualización del tamaño de ventana por parte del receptor.

Un ejemplo sería el siguiente: un receptor comienza con un tamaño de ventana x y recibe y bytes, entonces su tamaño de ventana será (x - y) y el transmisor sólo podrá mandar paquetes con un tamaño máximo de datos de (x - y) bytes. Los siguientes paquetes recibidos seguirán restando tamaño a la ventana de recepción. Esta situación seguirá así hasta que la aplicación receptora recoja los datos del buffer de recepción. Para una mayor eficiencia en redes de gran ancho de banda, debe ser usado un tamaño de ventana mayor. El campo TCP de tamaño de ventana controla el movimiento de datos y está limitado a 16 bits, es decir, a un tamaño de ventana de 65.535 bytes.

Escalado de ventana

Como el campo de ventana no puede expandirse se usa un factor de escalado. La escala de ventana TCP (TCP window scale) es una opción usada para incrementar el máximo tamaño de ventana desde 65.535 bytes, a 1 Gigabyte.

La opción de escala de ventana TCP es usada solo durante la negociación en tres pasos que constituye el comienzo de la conexión. El valor de la escala representa el número de bits desplazados a la izquierda de los 16 bits que forman el campo del tamaño de ventana. El valor de la escala puede ir desde 0 (sin desplazamiento) hasta 14. Hay que recordar que un número binario desplazado un bit a la izquierda es como multiplicarlo en base decimal por 2.

Fin de la conexión

La fase de finalización de la conexión usa una negociación en cuatro pasos (four-way handshake), terminando la conexión desde cada lado independientemente. Cuando uno de los dos extremos de la conexión desea parar su "mitad" de conexión transmite un paquete FIN, que el otro interlocutor asentirá con un ACK. Por tanto, una desconexión típica requiere un par de segmentos FIN y ACK desde cada lado de la conexión.

Una conexión puede estar "medio abierta" en el caso de que uno de los lados la finalice pero el otro no. El lado que ha dado por finalizada la conexión no puede enviar más datos pero la otra parte si podrá.

Puertos TCP

TCP usa el concepto de número de puerto para identificar a las aplicaciones emisoras y receptoras. Cada lado de la conexión TCP tiene asociado un número de puerto (de 16 bits sin signo, con lo que existen 65536 puertos posibles) asignado por la aplicación emisora o receptora. Los puertos son clasificados en tres categorías: bien conocidos, registrados y dinámicos/privados. Los puertos bien conocidos son asignados por la Internet Assigned Numbers Authority (IANA), van del 0 al 1023 y son usados normalmente por el sistema o por procesos con privilegios. Las aplicaciones que usan este tipo de puertos son ejecutadas como servidores y se quedan a la escucha de conexiones. Algunos ejemplos son: FTP (21), SSH (22), Telnet (23), SMTP (25) y HTTP (80). Los puertos registrados son normalmente empleados por las aplicaciones de usuario de forma temporal cuando conectan con los servidores, pero también pueden representar servicios que hayan sido registrados por un tercero (rango de puertos registrados: 1024 al 49151). Los puertos dinámicos/privados también pueden ser usados por las aplicaciones de usuario, pero este caso es menos común. Los puertos dinámicos/privados no tienen significado fuera de la conexión TCP en la que fueron usados (rango de puertos dinámicos/privados: 49152 al 65535, recordemos que el rango total de 2 elevado a la potencia 16, cubre 65536 números, del 0 al 65535).

Desarrollo de TCP

TCP es un protocolo muy desarrollado y complejo. Sin embargo, mientras mejoras significativas han sido propuestas y llevadas a cabo a lo largo de los años, ha conservado las operaciones más básicas sin cambios desde el RFC 793, publicado en 1981. El documento RFC 1122 (Host Requirements for Internet Hosts), especifica el número de requisitos de una implementación del protocolo TCP. El RFC 2581 (Control de Congestión TCP) es uno de los más importantes documentos relativos a TCP de los últimos años, describe nuevos algoritmos para evitar la congestión excesiva. En 2001, el RFC 3168 fue escrito para describir la Notificación de Congestión Explícita (ECN), una forma de eludir la congestión con mecanismos de señalización. En los comienzos del siglo XXI, TCP es usado en el 95% de todos los paquetes que circulan por Internet. Entre las aplicaciones más comunes que usan TCP están HTTP/HTTPS (World Wide Web), SMTP/POP3/IMAP (correo electrónico) y FTP (transferencia de ficheros). Su amplia extensión ha sido la prueba para los desarrolladores originales de que su creación estaba excepcionalmente bien hecha.

Recientemente, un nuevo algoritmo de control de congestión fue desarrollado y nombrado como FAST TCP (Fast Active queue management Scalable Transmission Control Protocol) por los científicos de Caltech (California Institute of Technology). Es similar a TCP Vegas en cuanto a que ambos detectan la congestión a partir de los retrasos en las colas que sufren los paquetes al ser enviados a su destino. Todavía hay un debate abierto sobre si éste es un síntoma apropiado para el control de la congestión.

Protocolo UDP

La descripción completa del protocolo UDP se encuentra en el documento RFC768 o su traducción al español.

User Datagram Protocol (UDP) es un protocolo del nivel de transporte basado en el intercambio de datagramas. Permite el envío de datagramas a través de la red sin que se haya establecido previamente una conexión, ya que el propio datagrama incorpora suficiente información de direccionamiento en su cabecera. Tampoco tiene confirmación ni control de flujo, por lo que los paquetes pueden adelantarse unos a otros; y tampoco se sabe si ha llegado correctamente, ya que no hay confirmación de entrega o recepción. Su uso principal es para protocolos como DHCP, BOOTP, DNS y demás protocolos en los que el intercambio de paquetes de la conexión/desconexión son mayores, o no son rentables con respecto a la información transmitida, así como para la transmisión de audio y vídeo en tiempo real, donde no es posible realizar retransmisiones por los estrictos requisitos de retardo que se tiene en estos casos.

Descripción

User Datagram Protocol (UDP) es un protocolo mínimo de nivel de transporte orientado a mensajes documentado en el RFC 768 de la IETF.

En la familia de protocolos de Internet UDP proporciona una sencilla interfaz entre la capa de red y la capa de aplicación. UDP no otorga garantías para la entrega de sus mensajes y el origen UDP no retiene estados de los mensajes UDP que han sido enviados a la red. UDP sólo añade multiplexado de aplicación y suma de verificación de la cabecera y la carga útil. Cualquier tipo de garantías para la transmisión de la información deben ser implementadas en capas superiores.

La cabecera UDP consta de 4 campos de los cuales 2 son opcionales (con fondo rojo en la tabla). Los campos de los puertos fuente y destino son campos de 16 bits que identifican el proceso de origen y recepción. Ya que UDP carece de un servidor de estado y el origen UDP no solicita respuestas, el puerto origen es opcional. En caso de no ser utilizado, el puerto origen debe ser puesto a cero. A los campos del puerto destino le sigue un campo obligatorio que indica el tamaño en bytes del datagrama UDP incluidos los datos. El valor mínimo es de 8 bytes. El campo de la cabecera restante es una suma de comprobación de 16 bits que abarca la cabecera, los datos y una pseudo-cabecera con las IP origen y destino, el protocolo, la longitud del datagrama y 0's hasta completar un múltiplo de 16. pero no los datos. El checksum también es opcional, aunque generalmente se utiliza en la práctica.

El protocolo UDP se utiliza por ejemplo cuando se necesita transmitir voz o vídeo y resulta más importante transmitir con velocidad que garantizar el hecho de que lleguen absolutamente todos los bytes.

Puertos

UDP utiliza puertos para permitir la comunicación entre aplicaciones. El campo de puerto tiene una longitud de 16 bits, por lo que el rango de valores válidos va de 0 a 65.535. El puerto 0 está reservado, pero es un valor permitido como puerto origen si el proceso emisor no espera recibir mensajes como respuesta.

Los puertos 1 a 1023 se llaman puertos "bien conocidos" y en sistemas operativos tipo Unix enlazar con uno de estos puertos requiere acceso como superusuario.

Los puertos 1024 a 49.151 son puertos registrados.

Los puertos 49.152 a 65.535 son puertos efímeros y son utilizados como puertos temporales, sobre todo por los clientes al comunicarse con los servidores.

Ejemplo en python

El siguiente ejemplo muestra cómo usar el protocolo UDP para una comunicación cliente/servidor:

Servidor:

import socket
 
PUERTO = 10000
BUFLEN = 512
 
server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM, socket.IPPROTO_UDP)
server.bind(('', PUERTO))
 
while True:
	(message, address) = server.recvfrom(BUFLEN)
	print 'Recibiendo paquete desde %s:%d' % (address[0], address[1])
	print 'Dato: %s' % message

Cliente (Cambia "127.0.0.1" por la dirección IP del servidor):

import socket
 
IP_SERVIDOR = '127.0.0.1'
PUERTO_SERVIDOR = 10000
 
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM, socket.IPPROTO_UDP)
 
for i in range(3):
	print 'Enviando paquete %d' % i
	message = 'Este es el paquete %d' % i
	client.sendto(message, (IP_SERVIDOR, PUERTO_SERVIDOR))
 
client.close()

Ejemplo en C++

El siguiente ejemplo muestra cómo usar el protocolo UDP para una comunicación cliente/servidor:

Servidor:

#include <winsock.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
 
int main()
{
  	WSADATA wsaData;
  	SOCKET RecvSocket;
  	sockaddr_in RecvAddr;
  	int Puerto = 2345;
  	char RecvBuf[1024];
  	int  BufLen = 1024;
  	sockaddr_in SenderAddr;
  	int SenderAddrSize = sizeof(SenderAddr);
  	WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData);
  	RecvSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
  	RecvAddr.sin_family = AF_INET;
  	RecvAddr.sin_port = htons(Puerto);
  	RecvAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
  	bind(RecvSocket, (SOCKADDR *) &RecvAddr, sizeof(RecvAddr));
  	recvfrom(RecvSocket,RecvBuf, BufLen,0,(SOCKADDR *)&SenderAddr,&SenderAddrSize);
	printf("%s\n",RecvBuf);
  	closesocket(RecvSocket);
  	WSACleanup();
}

Cliente (Cambia "127.0.0.1" por la dirección IP del servidor):

#include <winsock.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
 
int main()
{
	WSADATA wsaData;
  	SOCKET SendSocket;
  	sockaddr_in RecvAddr;
	int Puerto = 2345;
  	char ip[] = "127.0.0.1";
  	char SendBuf[] = "Hola!!!!";
  	WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData);
  	SendSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
  	RecvAddr.sin_family = AF_INET;
  	RecvAddr.sin_port = htons(Puerto);
  	RecvAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
  	sendto(SendSocket,SendBuf,strlen(SendBuf)+1,0,(SOCKADDR *) &RecvAddr,sizeof(RecvAddr));
  	WSACleanup();
}

Comparativa entre UDP y TCP

UDP

Proporciona un nivel de transporte no fiable de datagramas, ya que apenas añade la información necesaria para la comunicación extremo a extremo al paquete que envía al nivel inferior. Lo utilizan aplicaciones como NFS (Network File System) y RCP (comando para copiar ficheros entre ordenadores remotos), pero sobre todo se emplea en tareas de control y en la transmisión de audio y vídeo a través de una red. No introduce retardos para establecer una conexión, no mantiene estado de conexión alguno y no realiza seguimiento de estos parámetros. Así, un servidor dedicado a una aplicación particular puede soportar más clientes activos cuando la aplicación corre sobre UDP en lugar de sobre TCP.

TCP

Es el protocolo que proporciona un transporte fiable de flujo de bits entre aplicaciones. Está pensado para poder enviar grandes cantidades de información de forma fiable, liberando al programador de la dificultad de gestionar la fiabilidad de la conexión (retransmisiones, pérdida de paquetes, orden en el que llegan los paquetes, duplicados de paquetes...) que gestiona el propio protocolo. Pero la complejidad de la gestión de la fiabilidad tiene un coste en eficiencia, ya que para llevar a cabo las gestiones anteriores se tiene que añadir bastante información a los paquetes que enviar. Debido a que los paquetes para enviar tienen un tamaño máximo, cuanta más información añada el protocolo para su gestión, menos información que proviene de la aplicación podrá contener ese paquete (el segmento TCP tiene una sobrecarga de 20 bytes en cada segmento, mientras que UDP solo añade 8 bytes). Por eso, cuando es más importante la velocidad que la fiabilidad, se utiliza UDP. En cambio, TCP asegura la recepción en destino de la información para transmitir.

Transmisión de vídeo y voz

UDP es generalmente el protocolo usado en la transmisión de vídeo y voz a través de una red. Esto es porque no hay tiempo para enviar de nuevo paquetes perdidos cuando se está escuchando a alguien o viendo un vídeo en tiempo real.

Ya que tanto TCP como UDP circulan por la misma red, en muchos casos ocurre que el aumento del tráfico UDP daña el correcto funcionamiento de las aplicaciones TCP. Por defecto, TCP pasa a un segundo lugar para dejar a los datos en tiempo real usar la mayor parte del ancho de banda. El problema es que ambos son importantes para la mayor parte de las aplicaciones, por lo que encontrar el equilibrio entre ambos es crucial.

Lista de puertos UDP

Números de puerto bien conocidos usados por TCP y UDP. También se añade algún otro puerto no asignado oficialmente por IANA, pero de interés general dado el uso extendido que le da alguna aplicación.

Puerto/protocolo	Descripción
n/d / GRE	GRE (protocolo IP 47) Enrutamiento y acceso remoto
n/d / ESP	IPSec ESP (protocolo IP 50) Enrutamiento y acceso remoto
n/d / AH	IPSec AH (protocolo IP 51) Enrutamiento y acceso remoto
1/tcp	Multiplexor TCP
7/tcp	Protocolo Echo (Eco) Reponde con eco a llamadas remotas
7/udp	Protocolo Echo (Eco) Reponde con eco a llamadas remotas
9/tcp	Protocolo Discard Elimina cualquier dato que recibe
9/udp	Protocolo Discard Elimina cualquier dato que recibe
13/tcp	Protocolo Daytime Fecha y hora actuales
17/tcp	Quote of the Day (Cita del Día)
19/tcp	Protocolo Chargen Generador de caractéres
19/udp	Protocolo Chargen Generador de caractéres
20/tcp	FTP File Transfer Protocol (Protocolo de Transferencia de Ficheros) - datos
21/tcp	FTP File Transfer Protocol (Protocolo de Transferencia de Ficheros) - control
22/tcp	SSH, scp, SFTP
23/tcp	Telnet comunicaciones de texto inseguras
25/tcp	SMTP Simple Mail Transfer Protocol (Protocolo Simple de Transferencia de Correo)
37/tcp	time
43/tcp	nicname
53/tcp	DNS Domain Name System (Sistema de Nombres de Dominio)
53/udp	DNS Domain Name System (Sistema de Nombres de Dominio)
67/udp	BOOTP BootStrap Protocol (Server), también usado por DHCP
68/udp	BOOTP BootStrap Protocol (Client), también usado por DHCP
69/udp	TFTP Trivial File Transfer Protocol (Protocolo Trivial de Transferencia de Ficheros)
70/tcp	Gopher
79/tcp	Finger
80/tcp	HTTP HyperText Transfer Protocol (Protocolo de Transferencia de HiperTexto) (WWW)
88/tcp	Kerberos Agente de autenticación
110/tcp	POP3 Post Office Protocol (E-mail)
111/tcp	sunrpc
113/tcp	ident (auth) antiguo sistema de identificación
119/tcp	NNTP usado en los grupos de noticias de usenet
123/udp	NTP Protocolo de sincronización de tiempo
123/tcp	NTP Protocolo de sincronización de tiempo
135/tcp	epmap
137/tcp	NetBIOS Servicio de nombres
137/udp	NetBIOS Servicio de nombres
138/tcp	NetBIOS Servicio de envío de datagramas
138/udp	NetBIOS Servicio de envío de datagramas
139/tcp	NetBIOS Servicio de sesiones
139/udp	NetBIOS Servicio de sesiones
143/tcp	IMAP4 Internet Message Access Protocol (E-mail)
161/tcp	SNMP Simple Network Management Protocol
161/udp	SNMP Simple Network Management Protocol
162/tcp	SNMP-trap
162/udp	SNMP-trap
177/tcp	XDMCP Protocolo de gestión de displays en X11
177/udp	XDMCP Protocolo de gestión de displays en X11
389/tcp	LDAP Protocolo de acceso ligero a Bases de Datos
389/udp	LDAP Protocolo de acceso ligero a Bases de Datos
443/tcp	HTTPS/SSL usado para la transferencia segura de páginas web
445/tcp	Microsoft-DS (Active Directory, compartición en Windows, gusano Sasser, Agobot)
445/udp	Microsoft-DS compartición de ficheros
500/udp	IPSec ISAKMP, Autoridad de Seguridad Local
512/tcp	exec
513/tcp	login
514/udp	syslog usado para logs del sistema
520/udp	RIP
591/tcp	FileMaker 6.0 (alternativa para HTTP, ver puerto 80)
631/tcp	CUPS sistema de impresión de Unix
666/tcp	identificación de Doom para jugar sobre TCP
993/tcp	IMAP4 sobre SSL (E-mail)
995/tcp	POP3 sobre SSL (E-mail)
1080/tcp	SOCKS Proxy
1337/tcp	suele usarse en máquinas comprometidas o infectadas
1352/tcp	IBM Lotus Notes/Domino RCP
1433/tcp	Microsoft-SQL-Server
1434/tcp	Microsoft-SQL-Monitor
1434/udp	Microsoft-SQL-Monitor
1494/tcp	Citrix MetaFrame Cliente ICA
1512/tcp	WINS
1521/tcp	Oracle listener por defecto
1701/udp	Enrutamiento y Acceso Remoto para VPN con L2TP.
1723/tcp	Enrutamiento y Acceso Remoto para VPN con PPTP.
1761/tcp	Novell Zenworks Remote Control utility
1863/tcp	MSN Messenger
1935/???	FMS Flash Media Server
2049/tcp	NFS Archivos del sistema de red
2082/tcp	CPanel puerto por defecto
2086/tcp	Web Host Manager puerto por defecto
2427/upd	Cisco MGCP
3030/tcp	NetPanzer
3030/upd	NetPanzer
3128/tcp	HTTP usado por web caches y por defecto en Squid cache
3128/tcp	NDL-AAS
3306/tcp	MySQL sistema de gestión de bases de datos
3389/tcp	RDP (Remote Desktop Protocol)
3396/tcp	Novell agente de impresión NDPS
3690/tcp	Subversion (sistema de control de versiones)
4662/tcp	eMule (aplicación de compartición de ficheros)
4672/udp	eMule (aplicación de compartición de ficheros)
4899/tcp	RAdmin (Remote Administrator), herramienta de administración remota (normalmente troyanos)
5000/tcp	Universal plug-and-play
5060/udp	Session Initiation Protocol (SIP)
5190/tcp	AOL y AOL Instant Messenger
5222/tcp	XMPP/Jabber conexión de cliente
5223/tcp	XMPP/Jabber puerto por defecto para conexiones de cliente SSL
5269/tcp	XMPP/Jabber conexión de servidor
5432/tcp	PostgreSQL sistema de gestión de bases de datos
5517/tcp	Setiqueue proyecto SETI@Home
5631/tcp	PC-Anywhere protocolo de escritorio remoto
5632/udp	PC-Anywhere protocolo de escritorio remoto
5400/tcp	VNC protocolo de escritorio remoto (usado sobre HTTP)
5500/tcp	VNC protocolo de escritorio remoto (usado sobre HTTP)
5600/tcp	VNC protocolo de escritorio remoto (usado sobre HTTP)
5700/tcp	VNC protocolo de escritorio remoto (usado sobre HTTP)
5800/tcp	VNC protocolo de escritorio remoto (usado sobre HTTP)
5900/tcp	VNC protocolo de escritorio remoto (conexión normal)
6000/tcp	X11 usado para X-windows
6112/udp	Blizzard
6129/tcp	Dameware Software conexión remota
6346/tcp	Gnutella compartición de ficheros (Limewire, etc.)
6347/udp	Gnutella
6348/udp	Gnutella
6349/udp	Gnutella
6350/udp	Gnutella
6355/udp	Gnutella
6667/tcp	IRC IRCU Internet Relay Chat
6881/tcp	BitTorrent puerto por defecto
6969/tcp	BitTorrent puerto de tracker
7100/tcp	Servidor de Fuentes X11
7100/udp	Servidor de Fuentes X11
8000/tcp	iRDMI por lo general, usado erróneamente en sustitución de 8080. También utilizado en el servidor de streaming ShoutCast.
8080/tcp	HTTP HTTP-ALT ver puerto 80. Tomcat lo usa como puerto por defecto.
8118/tcp	privoxy
9009/tcp	Pichat peer-to-peer chat server
9898/tcp	Gusano Dabber (troyano/virus)
10000/tcp	Webmin (Administración remota web)
19226/tcp	Panda SecurityPuerto de comunicaciones de Panda Agent.
12345/tcp	NetBus en:NetBus (troyano/virus)
31337/tcp	Back Orifice herramienta de administración remota (por lo general troyanos)