Как работает UDP

Что проверяют

Понимаете ли вы, каких гарантий UDP не даёт и как это отражается на тестировании. Для QA следом обычно спрашивают, как вы проверите поведение приложения при потере и перестановке пакетов и какими инструментами.

Как отвечать

UDP это протокол транспортного уровня без установления соединения. Приложение отправляет датаграмму, протокол добавляет заголовок в 8 байт: порт отправителя, порт получателя, длина и контрольная сумма. Больше UDP ничего не делает:

• нет рукопожатия: первая же датаграмма уже несёт данные;
• нет подтверждений и повторов: потерянный пакет пропадает, если приложение само не запросит его снова;
• нет порядка: пакеты могут прийти перемешанными или в двух копиях;
• нет управления перегрузкой: отправитель не притормаживает, когда сеть забита;
• границы сообщений сохраняются: одна отправка равна одному чтению, в отличие от потока байтов в TCP.

Где применяется: DNS (порт 53, большие ответы уходят в TCP), DHCP, NTP, голос и видео по RTP, WebRTC, онлайн-игры. Отдельно стоит назвать QUIC: на нём работает HTTP/3, а надёжность, порядок и шифрование он реализует сам поверх UDP.

Что это значит для тестирования:

• эмуляция плохой сети: tc qdisc add dev eth0 root netem loss 5% delay 100ms на Linux, Clumsy на Windows, Network Link Conditioner на macOS и iOS;
• наблюдение: Wireshark с фильтром udp.port == 53, ручная отправка через nc -u, замер потерь и джиттера через iperf3 -u;
• проверки: как ведут себя звук и видео при потерях, не падает ли клиент на дубликатах и пакетах не по порядку, что будет с датаграммой больше MTU (около 1500 байт в Ethernet), проходит ли трафик через фаервол и NAT.

Где спотыкаются

Говорят, что UDP «гарантирует скорость». Он лишь не тратит время на подтверждения, а при перегрузке сети его пакеты просто теряются, повторять их некому.

Путают уровни и считают, что UDP нумерует пакеты. Номера последовательности есть в RTP и QUIC, то есть в протоколах поверх UDP.

Тестируют только в идеальной локальной сети. Потерь там почти нет, и проблемы видеосвязи всплывают уже у пользователей в мобильном интернете.