UDP (Protocolo de datagramas de usuario) es un protocolo sin conexión basado en la transmisión de datagramas. En las comunicaciones de red, generalmente se utiliza para transmitir paquetes de datos rápidamente, pero no puede garantizar una transmisión confiable de paquetes de datos.
Justo lo contrario de UDP, TCP es un protocolo orientado a la conexión basado en la transmisión de flujo de bytes. Garantiza la integridad y secuencia de los datos a través de mecanismos como la confirmación y la retransmisión, y logra una transmisión confiable de paquetes de datos.
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Las principales diferencias entre UDP y TCP
Cómo logra TCP una transmisión confiable?
Cómo logra UDP una transmisión confiable?
Sin embargo, en algunos escenarios de aplicación, el retraso en la velocidad de transmisión del uso del protocoloTCP es demasiado grande y el protocolo UDP no es confiable para transmitir datos. En este caso, es necesario mejorar el protocolo UDP a través del programa de aplicación. Aunque estas soluciones Al aumentar la carga de la red, pueden garantizar que la transmisión de datos UDP sea más confiable.
El protocolo TCP utiliza un protocolo de enlace de tres vías para establecer una conexión. Durante el proceso de transmisión de datos, se utilizan mecanismos como la confirmación y la retransmisión para garantizar una transmisión confiable de los paquetes de datos. Sin embargo, debido a que el protocolo TCP requiere múltiples interacciones de datos, el retraso en la transmisión es largo.
El mecanismo de retransmisión se utiliza generalmente junto con el mecanismo de reconocimiento: cuando no se recibe respuesta del extremo receptor dentro de un cierto período de tiempo, se retransmitirá el paquete de datos correspondiente. El formato de respuesta de confirmación también variará según el mecanismo de retransmisión seleccionado. Generalmente existen tres métodos de implementación para los mecanismos de retransmisión: protocolo de parada y espera, retransmisión alternativa y retransmisión selectiva.
(1) En el protocolo de parada y espera, después de enviar cada paquete de datos, es necesario esperar a que el extremo receptor responda antes de enviar el siguiente paquete de datos para garantizar que cada paquete de datos se pueda recibir con éxito. pero la eficiencia de la comunicación es baja.
(2) Durante el respaldo y la retransmisión, el extremo emisor enviará continuamente varios paquetes de datos. Cuando uno de los paquetes de datos se pierde, el extremo receptor responderá con el paquete de datos más grande recibido continuamente y luego retransmitirá los datos.
(3) La retransmisión selectiva también utiliza un método similar de retransmisión alternativa, pero la retransmisión selectiva retransmitirá los paquetes perdidos en lugar de retransmitir todos los paquetes.
El mecanismo de inspección de paquetes de datos también es una forma muy importante de garantizar la confiabilidad de la transmisión: puede garantizar la integridad de los paquetes de datos y evitar errores de datos durante la transmisión. Cuando el extremo emisor envía un paquete de datos, también necesita enviar una suma de verificación. El extremo receptor verifica la suma de verificación después de recibir el paquete de datos. Si la verificación falla, el extremo emisor debe retransmitir para asegurarse de que el paquete de datos no haya sido manipulado o dañado.
El mecanismo de control de flujo garantiza una transmisión confiable de paquetes de datos al limitar la velocidad de envío y evita la congestión de la red y la acumulación de datos causada por el envío demasiado rápido. El extremo receptor necesita procesar los datos al recibirlos, y se consumirá una cierta cantidad de tiempo durante el procesamiento. Si el extremo emisor continúa enviando datos, el extremo receptor no tendrá tiempo para procesar los datos, lo que resultará en la acumulación de datos y pérdida. El mecanismo de control de flujo ajusta la velocidad de envío de acuerdo con la capacidad de recepción del extremo receptor para evitar la acumulación de datos.
Si desea lograr una transmisión confiable de UDP, puede aprender de las ventajas anteriores de TCP, realizar una transmisión confiable de datos en la capa de aplicación y simular métodos de transmisión confiables de TCP, como el mecanismo de confirmación, el mecanismo de retransmisión, el mecanismo de verificación, etc. para garantizar una transmisión de datos fiable.
Si no utiliza la pila de protocolos de Linux y el mecanismo de socket de capa superior para lograr una transmisión confiable mediante la captura y el envío de paquetes, se deben implementar las siguientes funciones:
Envío: fragmentación de paquetes, acuse de recibo de paquetes, retransmisión de paquetes
Recepción: secuenciación de paquetes, confirmación del número de secuencia del paquete
Actualmente, existen los siguientes programas de código abierto que utilizan UDP para lograr una transmisión de datos confiable, a saber, RUDP, RTP y UDT.
En este punto, usted puede preguntarse, si UDP utiliza tantos mecanismos para garantizar la transmisión confiable de datos, ¿cuál es la diferencia entre este y TCP?
En primer lugar, el protocolo TCP estipula muchos mecanismos para garantizar la confiabilidad de los datos: si el usuario adopta el protocolo TCP, el proceso de transmisión de datos es fijo y el usuario no necesita ni puede interferir con el proceso de transmisión de datos.
En segundo lugar, en el protocolo TCP se adoptan muchos métodos de transmisión confiables para garantizar que los datos no se pierdan, dupliquen, dañen, etc. Naturalmente, la eficiencia de transmisión del protocolo TCP se reduce considerablemente. Incluso si se agregan al protocolo UDP una simple confirmación, retransmisión, verificación y otros mecanismos, la velocidad de transmisión seguirá siendo más rápida que la de TCP, y los usuarios pueden eliminar algunos de estos mecanismos para hacer que la transmisión de datos sea más rápida, más flexible y controlable.
UDP tiene las ventajas de un bajo consumo de recursos y una rápida velocidad de procesamiento, por lo que el audio, el video y los datos ordinarios generalmente se transmiten mediante UDP, porque incluso si ocasionalmente se pierden uno o dos paquetes de datos, no tendrán mucho impacto en los resultados de la recepción.
Cabe señalar que lograr una transmisión confiable de UDP a través de estos métodos también aumentará la latencia de la red y el consumo de ancho de banda, por lo que es necesario sopesar la confiabilidad y el rendimiento en las aplicaciones prácticas. Además, estos métodos no pueden garantizar completamente una transmisión fiable de paquetes de datos y todavía existen ciertos riesgos. Por lo tanto, en escenarios de aplicaciones que requieren alta confiabilidad, se recomienda utilizar protocolos de mayor confiabilidad como TCP.
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