03-02-2024, 06:36
Wenn man mit UDP (User Datagram Protocol) arbeitet, muss man wirklich berücksichtigen, wie es mit Paketverlust umgeht, da es nicht die gleichen Fehlerkorrekturfunktionen bietet wie TCP. Vielleicht fragen Sie sich: „Okay, was bedeutet das wirklich für die Anwendungen, die ich benutze?“ Lassen Sie uns das etwas aufschlüsseln.
Zunächst ist es entscheidend zu verstehen, dass UDP verbindungslos ist. Das bedeutet, dass es keine eingerichtete Verbindung gibt, die garantiert, dass Pakete ihr Ziel erreichen. Bei TCP gibt es Überprüfungen, um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten – wie Bestätigungen und erneute Übertragungen –, aber UDP sendet einfach Pakete und hofft auf das Beste. Wenn es um Anwendungen geht, die auf UDP angewiesen sind, müssen sie eigene Strategien entwickeln, um mit Datenverlust umzugehen.
Denken Sie an Video-Streaming-Apps oder Online-Spiele. Sie wissen, wie manchmal Video-Streams puffern oder Sie Grafikfehler beim Spielen sehen? Vieles davon hat damit zu tun, wie diese Anwendungen mit verlorenen Paketen umgehen. In diesen Echtzeitszenarien ist es oft wichtiger, eine flüssige Erfahrung zu haben, als perfekte Datenintegrität. Statt alles anzuhalten, um die verlorenen Daten zu erhalten, entscheiden sich diese Anwendungen oft einfach, weiterzumachen. Wenn Sie darüber nachdenken, könnte in einem Mehrspielerspiel die Position eines Spielers, die nicht perfekt aktuell ist, keinen Einfluss auf den Rest des Spiels haben. Es geht darum, diese schnelle Fluidität aufrechtzuerhalten.
Sie könnten in einigen Anwendungen ein Merkmal namens "Forward Error Correction" (Vorwärtsfehlerkorrektur) sehen. Grundsätzlich sendet die Anwendung zusätzliche redundante Daten zusammen mit den ursprünglichen Daten. Angenommen, Sie senden ein Paket mit einem Videobild. Sie könnten auch eine Version senden, die einige zusätzliche Bits Informationen enthält, um verlorene Daten wiederherzustellen. Wenn Pakete verloren gehen, kann der Empfänger diese zusätzlichen Bits verwenden, um das zu rekonstruieren, was dort hätte sein sollen. Es ist wie ein Sicherheitsnetz – man verlässt sich nicht zu 100 % darauf, dass das Paket korrekt sein Ziel erreicht.
Ein weiterer gängiger Ansatz, den ich gesehen habe, wird "Interpolation" genannt. Im Gaming, zum Beispiel, wenn die Position eines Spielers aufgrund von Paketverlust nicht aktuell ist, kann das Spiel vorhersagen, wo sich dieser Spieler basierend auf seinem letzten bekannten Standort und seiner Geschwindigkeit befinden sollte. Die Anwendung berechnet dies, sodass auch wenn die Daten nicht perfekt genau sind, Sie immer noch eine anständige Annäherung haben, die das Spiel am Laufen hält. Es könnte für einen kurzen Moment ruckelig aussehen, aber es ist eine bessere Erfahrung, als das ganze Spiel anzuhalten, um auf dieses verlorene Paket zu warten. Diese Methode hilft Ihnen, im Spiel versunken zu bleiben, ohne störende Unterbrechungen.
Dann gibt es noch den Aspekt, die Datenübertragungsrate im Netzwerk zu steuern. Dies wird oft als "adaptives Bitraten-Streaming" bezeichnet. Wenn Anwendungen die Netzwerkbedingungen überwachen, können sie die Qualität der gesendeten Medien anpassen. Wenn Sie zum Beispiel viele Paketverluste oder hohe Latenzen erleben, könnte ein Video-Streaming-Dienst die Auflösung des Videos, das Sie ansehen, verringern, um eine reibungslose Wiedergabe sicherzustellen. Das Ziel ist es, den Stream am Laufen zu halten, anstatt ein vollständiges Stoppen aufgrund von verlorenen Paketen zu riskieren. Sie können wahrscheinlich mit der Frustration umgehen, wenn ein Video zu puffern beginnt; das Ziel ist es, diese Situation so weit wie möglich zu vermeiden.
Haben Sie von Mechanismen zur Staukontrolle gehört? Diese können auch eine Rolle spielen, selbst bei UDP. Während UDP selbst keine native Staukontrolle hat, können Anwendungen ihre eigenen Versionen implementieren. Im Wesentlichen überwachen sie die Round-Trip-Zeit (RTT) der Pakete und verwenden diese Daten, um herauszufinden, wie viele Daten gesendet werden sollen und wann. Wenn Pakete verloren gehen, könnte die Anwendung die Rate der zusätzlichen Pakete verlangsamen, um ein Überlasten des Netzwerks zu verhindern. Es ist ein bisschen wie ein vorsichtiger Fahrer, der seine Geschwindigkeit je nach Verkehrsbedingungen anpasst.
Vergessen wir nicht das Protokollieren und die Überwachung. Viele Anwendungen verfolgen verlorene Pakete, Latenz und andere Leistungskennzahlen. Durch das Protokollieren und Analysieren dieser Kennzahlen kann die Anwendung ihre Leistung im Laufe der Zeit verbessern. Entwickler können Erkenntnisse gewinnen, die ihnen helfen, die Algorithmen zur Handhabung von Paketverlust zu optimieren und in zukünftigen Updates zu reduzieren. Dieser datengestützte Ansatz ist äußerst wertvoll, weil er einen Feedback-Loop bietet, um die Benutzererfahrung kontinuierlich zu verbessern, insbesondere in leistungsintensiven Anwendungen.
Wenn Sie jemals an einem VOIP (Voice Over Internet Protocol)-Anruf teilgenommen haben, haben Sie wahrscheinlich Paketverlust erlebt. Das kann zu ruckelndem Audio oder ganz unterbrochenen Anrufen führen. Aber ich habe bemerkt, dass viele moderne VOIP-Anwendungen Techniken wie "Jitter-Puffer" verwenden. Im Wesentlichen sammelt die Anwendung eingehende Pakete und hält sie eine kurze Zeit in einer Warteschlange. Auf diese Weise kann sie das Audio reibungslos abspielen, selbst wenn einige Pakete verspätet ankommen. Es gibt hier jedoch eine feine Balance. Sie müssen Pakete lange genug behalten, um die Dinge zu glätten, aber nicht so lange, dass merkliche Verzögerungen im Gespräch auftreten.
Apropos Verzögerung, es gibt einige Anwendungen – wie Online-Spiele –, die die Wichtigkeit von Paketen verfolgen. Einige Pakete sind entscheidender als andere, wenn Sie ein Spiel spielen. Ein Paket, das Ihre Position aktualisiert, ist viel zeitkritischer als ein Paket mit einem weniger kritischen Stück Daten. Anwendungen könnten es priorisieren, diese wichtigen Pakete zu senden, um sicherzustellen, dass Sie die reibungsloseste Erfahrung haben.
Sie können auch etwas implementieren, das "Anwendungensebene-Acknowledgments" genannt wird. Während UDP keine Bestätigungen verarbeitet, können Anwendungen ihre eigenen Bestätigungssysteme entwerfen. Das bedeutet, dass der Empfänger eine Nachricht zurücksenden kann, die bestätigt, dass er bestimmte Pakete erhalten hat. Wenn keine Bestätigung gesendet wird, kann die Anwendung entscheiden, diese Pakete erneut zu senden. Es ist eine elegante Möglichkeit, Ihnen mehr Kontrolle über die Datenlieferung zu geben, ohne die nicht-blockierende Natur von UDP völlig zu verlieren.
Zusammenfassend ist es, wenn Sie Anwendungen entwickeln oder einfach über Anwendungen, die UDP verwenden, neugierig sind, wichtig, diese Handhabungsstrategien im Hinterkopf zu behalten. Zu wissen, wie eine Anwendung mit Paketverlust umgehen kann, kann wirklich viel darüber erklären, warum Ihr Spiel selbst an einem stürmischen Internetverbindungstag flüssig erscheint. Paketverlust kann lästig sein, aber mit den richtigen Techniken können Entwickler Erfahrungen schaffen, die nicht nur erträglich, sondern auch fesselnd und angenehm sind. Als IT-Fachmann sollten Sie dieses Wissen im Hinterkopf behalten – zu verstehen, wie man robuste Anwendungen entwirft, ist der Schlüssel in diesem schnelllebigen, sich ständig weiterentwickelnden Technologiebereich.
Zunächst ist es entscheidend zu verstehen, dass UDP verbindungslos ist. Das bedeutet, dass es keine eingerichtete Verbindung gibt, die garantiert, dass Pakete ihr Ziel erreichen. Bei TCP gibt es Überprüfungen, um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten – wie Bestätigungen und erneute Übertragungen –, aber UDP sendet einfach Pakete und hofft auf das Beste. Wenn es um Anwendungen geht, die auf UDP angewiesen sind, müssen sie eigene Strategien entwickeln, um mit Datenverlust umzugehen.
Denken Sie an Video-Streaming-Apps oder Online-Spiele. Sie wissen, wie manchmal Video-Streams puffern oder Sie Grafikfehler beim Spielen sehen? Vieles davon hat damit zu tun, wie diese Anwendungen mit verlorenen Paketen umgehen. In diesen Echtzeitszenarien ist es oft wichtiger, eine flüssige Erfahrung zu haben, als perfekte Datenintegrität. Statt alles anzuhalten, um die verlorenen Daten zu erhalten, entscheiden sich diese Anwendungen oft einfach, weiterzumachen. Wenn Sie darüber nachdenken, könnte in einem Mehrspielerspiel die Position eines Spielers, die nicht perfekt aktuell ist, keinen Einfluss auf den Rest des Spiels haben. Es geht darum, diese schnelle Fluidität aufrechtzuerhalten.
Sie könnten in einigen Anwendungen ein Merkmal namens "Forward Error Correction" (Vorwärtsfehlerkorrektur) sehen. Grundsätzlich sendet die Anwendung zusätzliche redundante Daten zusammen mit den ursprünglichen Daten. Angenommen, Sie senden ein Paket mit einem Videobild. Sie könnten auch eine Version senden, die einige zusätzliche Bits Informationen enthält, um verlorene Daten wiederherzustellen. Wenn Pakete verloren gehen, kann der Empfänger diese zusätzlichen Bits verwenden, um das zu rekonstruieren, was dort hätte sein sollen. Es ist wie ein Sicherheitsnetz – man verlässt sich nicht zu 100 % darauf, dass das Paket korrekt sein Ziel erreicht.
Ein weiterer gängiger Ansatz, den ich gesehen habe, wird "Interpolation" genannt. Im Gaming, zum Beispiel, wenn die Position eines Spielers aufgrund von Paketverlust nicht aktuell ist, kann das Spiel vorhersagen, wo sich dieser Spieler basierend auf seinem letzten bekannten Standort und seiner Geschwindigkeit befinden sollte. Die Anwendung berechnet dies, sodass auch wenn die Daten nicht perfekt genau sind, Sie immer noch eine anständige Annäherung haben, die das Spiel am Laufen hält. Es könnte für einen kurzen Moment ruckelig aussehen, aber es ist eine bessere Erfahrung, als das ganze Spiel anzuhalten, um auf dieses verlorene Paket zu warten. Diese Methode hilft Ihnen, im Spiel versunken zu bleiben, ohne störende Unterbrechungen.
Dann gibt es noch den Aspekt, die Datenübertragungsrate im Netzwerk zu steuern. Dies wird oft als "adaptives Bitraten-Streaming" bezeichnet. Wenn Anwendungen die Netzwerkbedingungen überwachen, können sie die Qualität der gesendeten Medien anpassen. Wenn Sie zum Beispiel viele Paketverluste oder hohe Latenzen erleben, könnte ein Video-Streaming-Dienst die Auflösung des Videos, das Sie ansehen, verringern, um eine reibungslose Wiedergabe sicherzustellen. Das Ziel ist es, den Stream am Laufen zu halten, anstatt ein vollständiges Stoppen aufgrund von verlorenen Paketen zu riskieren. Sie können wahrscheinlich mit der Frustration umgehen, wenn ein Video zu puffern beginnt; das Ziel ist es, diese Situation so weit wie möglich zu vermeiden.
Haben Sie von Mechanismen zur Staukontrolle gehört? Diese können auch eine Rolle spielen, selbst bei UDP. Während UDP selbst keine native Staukontrolle hat, können Anwendungen ihre eigenen Versionen implementieren. Im Wesentlichen überwachen sie die Round-Trip-Zeit (RTT) der Pakete und verwenden diese Daten, um herauszufinden, wie viele Daten gesendet werden sollen und wann. Wenn Pakete verloren gehen, könnte die Anwendung die Rate der zusätzlichen Pakete verlangsamen, um ein Überlasten des Netzwerks zu verhindern. Es ist ein bisschen wie ein vorsichtiger Fahrer, der seine Geschwindigkeit je nach Verkehrsbedingungen anpasst.
Vergessen wir nicht das Protokollieren und die Überwachung. Viele Anwendungen verfolgen verlorene Pakete, Latenz und andere Leistungskennzahlen. Durch das Protokollieren und Analysieren dieser Kennzahlen kann die Anwendung ihre Leistung im Laufe der Zeit verbessern. Entwickler können Erkenntnisse gewinnen, die ihnen helfen, die Algorithmen zur Handhabung von Paketverlust zu optimieren und in zukünftigen Updates zu reduzieren. Dieser datengestützte Ansatz ist äußerst wertvoll, weil er einen Feedback-Loop bietet, um die Benutzererfahrung kontinuierlich zu verbessern, insbesondere in leistungsintensiven Anwendungen.
Wenn Sie jemals an einem VOIP (Voice Over Internet Protocol)-Anruf teilgenommen haben, haben Sie wahrscheinlich Paketverlust erlebt. Das kann zu ruckelndem Audio oder ganz unterbrochenen Anrufen führen. Aber ich habe bemerkt, dass viele moderne VOIP-Anwendungen Techniken wie "Jitter-Puffer" verwenden. Im Wesentlichen sammelt die Anwendung eingehende Pakete und hält sie eine kurze Zeit in einer Warteschlange. Auf diese Weise kann sie das Audio reibungslos abspielen, selbst wenn einige Pakete verspätet ankommen. Es gibt hier jedoch eine feine Balance. Sie müssen Pakete lange genug behalten, um die Dinge zu glätten, aber nicht so lange, dass merkliche Verzögerungen im Gespräch auftreten.
Apropos Verzögerung, es gibt einige Anwendungen – wie Online-Spiele –, die die Wichtigkeit von Paketen verfolgen. Einige Pakete sind entscheidender als andere, wenn Sie ein Spiel spielen. Ein Paket, das Ihre Position aktualisiert, ist viel zeitkritischer als ein Paket mit einem weniger kritischen Stück Daten. Anwendungen könnten es priorisieren, diese wichtigen Pakete zu senden, um sicherzustellen, dass Sie die reibungsloseste Erfahrung haben.
Sie können auch etwas implementieren, das "Anwendungensebene-Acknowledgments" genannt wird. Während UDP keine Bestätigungen verarbeitet, können Anwendungen ihre eigenen Bestätigungssysteme entwerfen. Das bedeutet, dass der Empfänger eine Nachricht zurücksenden kann, die bestätigt, dass er bestimmte Pakete erhalten hat. Wenn keine Bestätigung gesendet wird, kann die Anwendung entscheiden, diese Pakete erneut zu senden. Es ist eine elegante Möglichkeit, Ihnen mehr Kontrolle über die Datenlieferung zu geben, ohne die nicht-blockierende Natur von UDP völlig zu verlieren.
Zusammenfassend ist es, wenn Sie Anwendungen entwickeln oder einfach über Anwendungen, die UDP verwenden, neugierig sind, wichtig, diese Handhabungsstrategien im Hinterkopf zu behalten. Zu wissen, wie eine Anwendung mit Paketverlust umgehen kann, kann wirklich viel darüber erklären, warum Ihr Spiel selbst an einem stürmischen Internetverbindungstag flüssig erscheint. Paketverlust kann lästig sein, aber mit den richtigen Techniken können Entwickler Erfahrungen schaffen, die nicht nur erträglich, sondern auch fesselnd und angenehm sind. Als IT-Fachmann sollten Sie dieses Wissen im Hinterkopf behalten – zu verstehen, wie man robuste Anwendungen entwirft, ist der Schlüssel in diesem schnelllebigen, sich ständig weiterentwickelnden Technologiebereich.
