26-01-2024, 00:37
Wenn man darüber nachdenkt, wie Daten über das Internet reisen, kann man in all dem technischen Fachjargon leicht den Überblick verlieren. Wahrscheinlich haben Sie schon von TCP gehört, diesem Teil des Modells, der den Goldstandard für Zuverlässigkeit durch seinen verbindungsorientierten Ansatz festlegt. Aber was ist mit UDP? Sie wissen schon, dem User Datagram Protocol? Es ist wie der coole, lässige Vetter von TCP, dem es nicht wirklich wichtig ist, ob jedes Paket zugestellt wird oder nicht. Wie geht es also mit der Weiterleitung und Adressierung um, wenn es diese Pakete versendet? Lassen Sie es uns auf eine Art und Weise aufschlüsseln, die leicht verständlich ist.
Zunächst einmal, wenn Sie Daten über das Internet senden, wird Ihre Information in kleinere Stücke aufgeteilt, die Pakete genannt werden. Diese Pakete tragen Bits Ihrer Daten, kommen aber auch mit wirklich wichtigen Informationen darüber, wohin sie gehen. Im Gegensatz zu TCP, das eine Verbindung herstellt, bevor eine Datenübertragung erfolgt und sicherstellt, dass jedes Paket in der richtigen Reihenfolge ankommt, überspringt UDP den Handshake-Prozess. Deshalb wird es als verbindungslos betrachtet; es kümmert sich wirklich nicht darum, ob alle Pakete empfangen werden oder nicht. Wenn Sie Geschwindigkeit benötigen, ist UDP Ihre beste Wahl, wie wenn Sie ein Video streamen oder ein Online-Spiel spielen. Die Priorität liegt hier auf schneller Zustellung, und manchmal bedeutet das, dass einige Pakete auf dem Weg verloren gehen.
Wenn wir über Routing und Adressierung sprechen, können wir es in ein paar Schichten aufteilen, genau wie Sie Ihre Kleidung für einen Abend auslagern würden. Im Kern erfolgt die Adressierung auf der Anwendungsschicht. Alles beginnt mit Ihrer Anwendung, die ein Paket generiert, das einen IP-Header beinhaltet. Dieser Header enthält kritische Informationen wie die Quell- und Ziel-IP-Adressen. Ihr Gerät weist eine IP-Adresse zu, die eindeutig identifiziert, wo Sie sich im Netzwerk befinden, ähnlich wie Ihre Wohnadresse, damit andere Geräte wissen, wo sie Informationen hin senden können.
Wenn Sie ein UDP-Paket senden, kommt als Nächstes die IP-Schicht ins Spiel. Das Internet-Protokoll ist dafür verantwortlich, diese Pakete über verschiedene Netzwerke zu leiten, bis sie ihr Ziel erreichen. Stellen Sie sich vor, Sie und ich beschließen, eine Menge Briefe an verschiedene Freunde zu senden. Wir schreiben ihre Adressen auf die Kuverts und stecken sie dann in den Briefkasten. Der Postdienst hat seine eigene Methode, um diese Briefe von einem Ort zum anderen zu leiten, genau wie die IP-Schicht Ihr Paket nimmt und sicherstellt, dass es seinen Weg durch das riesige Netz interverbundener Netzwerke findet.
Jetzt fragen Sie sich vielleicht, wie Routing ohne eine Verbindung funktioniert. Nun, Router leisten ihre Arbeit, indem sie die Ziel-IP-Adresse betrachten, die in Ihrem Paket enthalten ist. Jeder Router auf dem Weg trifft Entscheidungen über den besten nächsten Schritt, basierend auf seiner internen Routing-Tabelle. Diese Tabellen werden ständig mit Informationen über die Netzwerktopologie aktualisiert – zum Beispiel, welche Routen am schnellsten sind und welche möglicherweise überlastet sind. Diese Router arbeiten auf der Netzwerkschicht und arbeiten unabhängig davon, ob das Paket TCP oder UDP verwendet. Sie kümmern sich nicht um die Integrität der Daten; sie wollen einfach nur, dass die Daten so schnell wie möglich von Punkt A nach Punkt B gelangen.
Wichtig zu verstehen ist, dass UDP zusätzliche Informationen in seinem Header trägt, die dabei helfen. Neben den Quell- und Ziel-IP-Adressen enthält das UDP-Paket auch Quell- und Zielports. Denken Sie an Ports als spezifische Kanäle oder Türen auf einem Computer, durch die Anfragen und Antworten ein- oder austreten können, ähnlich wie Sie verschiedene Türen in einem Einkaufszentrum nutzen, um zu verschiedenen Geschäften zu gelangen. Jede Anwendung, die UDP verwendet, wird auf ihrem zugewiesenen Port lauschen. Wenn Sie beispielsweise ein Online-Spiel spielen, würde der Spielserver auf einem bestimmten Port lauschen, und wenn Ihre Pakete an diesem Port ankommen, weiß der Server genau, was er damit tun soll. Diese Portadressierung hilft dem empfangenden Ende zu wissen, wie es mit den Paketen umgehen soll, wenn sie ankommen.
Während Ihre Pakete durch verschiedene Router reisen, können sie unterschiedliche Wege einschlagen, insbesondere wenn einige Routen stärker überlastet sind als andere. Das ist im Gegensatz zu TCP, wo garantiert wird, dass Pakete in der gleichen Reihenfolge empfangen werden, in der sie gesendet wurden. Bei UDP können die Pakete in der falschen Reihenfolge ankommen oder überhaupt nicht ankommen. Das mag chaotisch erscheinen, aber für Echtzeitanwendungen wie Voice over IP (VoIP) oder Video-Streaming ist das kein großes Problem. Sie wollen, dass diese Pakete schnell ankommen, auch wenn sie ein wenig durcheinander kommen. Oft kann die empfangende Anwendung kleine Diskrepanzen in der Reihenfolge verarbeiten.
Darüber hinaus macht die IP-Schicht keine Garantien dafür, dass jedes gesendete Paket sein Ziel erreicht, und das wird in der Welt von UDP noch deutlicher. Wenn ein Paket verloren geht, kann die empfangende Anwendung diese Information einfach nicht anzeigen, ähnlich wie ein Radio einen Song überspringen könnte, wenn es die Daten nicht richtig lesen kann. Der Grund hierfür ist, dass einige Daten zeitkritisch sind. Wenn es zu große Verzögerungen gibt, weil wir auf das erneute Senden verlorener Pakete warten, würde die Erfahrung leiden. Daher lebt UDP, auch wenn es Zuverlässigkeit nicht handhabt, nach dem Motto „Zeit vor Perfektion“.
Stellen Sie sich vor, Sie besuchen ein Live-Konzert, und Sie streamen es über eine UDP-Verbindung. Sie könnten während der Aufführung ein paar Frames hier und da verlieren, aber Sie sind mehr daran interessiert, die Stimmung in Echtzeit zu erleben, als eine perfekte Aufnahme später anzusehen. Das ist der Moment, in dem der Wert von UDP zum Tragen kommt. Das Protokoll opfert garantierte Zustellung zugunsten der Fähigkeit, eine schnellere, reibungslosere Erfahrung zu bieten, was oft für zeitkritische Anwendungen besser ist.
Es ist auch erwähnenswert, dass, während UDP vielleicht weniger ausgeklügelt erscheint, es dennoch eine gewisse Fehlerprüfung durch seine Prüfziffer bietet. Jedes Paket enthält ein Prüfzifferfeld, das einen einfachen mathematischen Wert darstellt, der aus den Daten in diesem Paket berechnet wurde. Wenn der Empfänger das Paket erhält, kann er die Prüfziffer erneut berechnen, um zu überprüfen, ob das Paket auf dem Weg beschädigt wurde. Wenn es eine Diskrepanz gibt, weiß es, dass ein Fehler vorliegt, und kann dieses Paket einfach verwerfen. Anstatt zu versuchen, es zu reparieren oder erneut zu senden, was der Stil von TCP ist, lässt UDP es einfach los.
Ein weiterer interessanter Aspekt ist, dass es keine Overheads für die Herstellung oder Aufrechterhaltung einer Verbindung gibt. Das bedeutet, dass Sie, wenn Sie eine Flut von Paketen senden – sagen wir, wenn Sie spielen und viele Updates schnell senden müssen – UDP es Ihnen ermöglicht, diese Pakete ohne Aufhebens zu senden. Sie können sie kontinuierlich abschießen, ohne auf Handshakes oder Bestätigungen zu warten. Diese Einfachheit ist einer der Hauptgründe, warum UDP so gut für Anwendungen geeignet ist, bei denen Leistung entscheidend ist.
Bei Echtzeitanwendungen, wenn einige Pakete verloren gehen, bemerken die Benutzer das kaum, weil sie sich auf die Live-Aktivität konzentrieren. E-Commerce-Websites oder Dateiübertragungen würden UDP nicht verwenden wollen, da die Integrität dieser Daten von größter Bedeutung ist. Manchmal macht es Spaß, es als Teamsport zu betrachten. Genau wie jeder Spieler in einer Weise spielen muss, die das übergeordnete Ziel unterstützt, erfüllt jedes Protokoll seinen Zweck im großen Schema der Internetbetrieb.
Also, während es so scheint, als würde UDP einfach improvisieren, hat es seinen Platz im größeren Zusammenhang – insbesondere wenn Geschwindigkeit und Effizienz entscheidend sind. Es mag an der Strenge von TCP fehlen, aber es macht das mehr als wett durch Geschwindigkeit und Agilität. Es ist ein wichtiges Werkzeug im Werkzeugkasten für jeden, der Daten schnell und ohne Overhead übertragen möchte.
Wann immer Sie Anwendungen einrichten oder über Netzwerkarchitektur nachdenken, sollten Sie sich die Frage stellen, was wichtiger ist: Zuverlässigkeit oder Geschwindigkeit? Die Antwort wird Sie oft leiten, ob Sie die sanftere, sicherere Fahrt mit TCP wählen oder den schnellen, aufregenden Weg mit UDP einschlagen. Beide arbeiten im selben Rahmen, verkörpern jedoch unterschiedliche Philosophien, die auf ihre jeweiligen Bedürfnisse zugeschnitten sind.
In dieser wilden Welt der Datenkommunikation gibt Ihnen das Verständnis dafür, wie UDP funktioniert, eine wertvolle Perspektive für die informierte Auswahl von Protokollen. Wenn Sie tief im Netzwerkwesen stecken, wird Ihnen dieses Wissen helfen, den besten Weg für das, was Sie aufbauen, zu wählen.
Zunächst einmal, wenn Sie Daten über das Internet senden, wird Ihre Information in kleinere Stücke aufgeteilt, die Pakete genannt werden. Diese Pakete tragen Bits Ihrer Daten, kommen aber auch mit wirklich wichtigen Informationen darüber, wohin sie gehen. Im Gegensatz zu TCP, das eine Verbindung herstellt, bevor eine Datenübertragung erfolgt und sicherstellt, dass jedes Paket in der richtigen Reihenfolge ankommt, überspringt UDP den Handshake-Prozess. Deshalb wird es als verbindungslos betrachtet; es kümmert sich wirklich nicht darum, ob alle Pakete empfangen werden oder nicht. Wenn Sie Geschwindigkeit benötigen, ist UDP Ihre beste Wahl, wie wenn Sie ein Video streamen oder ein Online-Spiel spielen. Die Priorität liegt hier auf schneller Zustellung, und manchmal bedeutet das, dass einige Pakete auf dem Weg verloren gehen.
Wenn wir über Routing und Adressierung sprechen, können wir es in ein paar Schichten aufteilen, genau wie Sie Ihre Kleidung für einen Abend auslagern würden. Im Kern erfolgt die Adressierung auf der Anwendungsschicht. Alles beginnt mit Ihrer Anwendung, die ein Paket generiert, das einen IP-Header beinhaltet. Dieser Header enthält kritische Informationen wie die Quell- und Ziel-IP-Adressen. Ihr Gerät weist eine IP-Adresse zu, die eindeutig identifiziert, wo Sie sich im Netzwerk befinden, ähnlich wie Ihre Wohnadresse, damit andere Geräte wissen, wo sie Informationen hin senden können.
Wenn Sie ein UDP-Paket senden, kommt als Nächstes die IP-Schicht ins Spiel. Das Internet-Protokoll ist dafür verantwortlich, diese Pakete über verschiedene Netzwerke zu leiten, bis sie ihr Ziel erreichen. Stellen Sie sich vor, Sie und ich beschließen, eine Menge Briefe an verschiedene Freunde zu senden. Wir schreiben ihre Adressen auf die Kuverts und stecken sie dann in den Briefkasten. Der Postdienst hat seine eigene Methode, um diese Briefe von einem Ort zum anderen zu leiten, genau wie die IP-Schicht Ihr Paket nimmt und sicherstellt, dass es seinen Weg durch das riesige Netz interverbundener Netzwerke findet.
Jetzt fragen Sie sich vielleicht, wie Routing ohne eine Verbindung funktioniert. Nun, Router leisten ihre Arbeit, indem sie die Ziel-IP-Adresse betrachten, die in Ihrem Paket enthalten ist. Jeder Router auf dem Weg trifft Entscheidungen über den besten nächsten Schritt, basierend auf seiner internen Routing-Tabelle. Diese Tabellen werden ständig mit Informationen über die Netzwerktopologie aktualisiert – zum Beispiel, welche Routen am schnellsten sind und welche möglicherweise überlastet sind. Diese Router arbeiten auf der Netzwerkschicht und arbeiten unabhängig davon, ob das Paket TCP oder UDP verwendet. Sie kümmern sich nicht um die Integrität der Daten; sie wollen einfach nur, dass die Daten so schnell wie möglich von Punkt A nach Punkt B gelangen.
Wichtig zu verstehen ist, dass UDP zusätzliche Informationen in seinem Header trägt, die dabei helfen. Neben den Quell- und Ziel-IP-Adressen enthält das UDP-Paket auch Quell- und Zielports. Denken Sie an Ports als spezifische Kanäle oder Türen auf einem Computer, durch die Anfragen und Antworten ein- oder austreten können, ähnlich wie Sie verschiedene Türen in einem Einkaufszentrum nutzen, um zu verschiedenen Geschäften zu gelangen. Jede Anwendung, die UDP verwendet, wird auf ihrem zugewiesenen Port lauschen. Wenn Sie beispielsweise ein Online-Spiel spielen, würde der Spielserver auf einem bestimmten Port lauschen, und wenn Ihre Pakete an diesem Port ankommen, weiß der Server genau, was er damit tun soll. Diese Portadressierung hilft dem empfangenden Ende zu wissen, wie es mit den Paketen umgehen soll, wenn sie ankommen.
Während Ihre Pakete durch verschiedene Router reisen, können sie unterschiedliche Wege einschlagen, insbesondere wenn einige Routen stärker überlastet sind als andere. Das ist im Gegensatz zu TCP, wo garantiert wird, dass Pakete in der gleichen Reihenfolge empfangen werden, in der sie gesendet wurden. Bei UDP können die Pakete in der falschen Reihenfolge ankommen oder überhaupt nicht ankommen. Das mag chaotisch erscheinen, aber für Echtzeitanwendungen wie Voice over IP (VoIP) oder Video-Streaming ist das kein großes Problem. Sie wollen, dass diese Pakete schnell ankommen, auch wenn sie ein wenig durcheinander kommen. Oft kann die empfangende Anwendung kleine Diskrepanzen in der Reihenfolge verarbeiten.
Darüber hinaus macht die IP-Schicht keine Garantien dafür, dass jedes gesendete Paket sein Ziel erreicht, und das wird in der Welt von UDP noch deutlicher. Wenn ein Paket verloren geht, kann die empfangende Anwendung diese Information einfach nicht anzeigen, ähnlich wie ein Radio einen Song überspringen könnte, wenn es die Daten nicht richtig lesen kann. Der Grund hierfür ist, dass einige Daten zeitkritisch sind. Wenn es zu große Verzögerungen gibt, weil wir auf das erneute Senden verlorener Pakete warten, würde die Erfahrung leiden. Daher lebt UDP, auch wenn es Zuverlässigkeit nicht handhabt, nach dem Motto „Zeit vor Perfektion“.
Stellen Sie sich vor, Sie besuchen ein Live-Konzert, und Sie streamen es über eine UDP-Verbindung. Sie könnten während der Aufführung ein paar Frames hier und da verlieren, aber Sie sind mehr daran interessiert, die Stimmung in Echtzeit zu erleben, als eine perfekte Aufnahme später anzusehen. Das ist der Moment, in dem der Wert von UDP zum Tragen kommt. Das Protokoll opfert garantierte Zustellung zugunsten der Fähigkeit, eine schnellere, reibungslosere Erfahrung zu bieten, was oft für zeitkritische Anwendungen besser ist.
Es ist auch erwähnenswert, dass, während UDP vielleicht weniger ausgeklügelt erscheint, es dennoch eine gewisse Fehlerprüfung durch seine Prüfziffer bietet. Jedes Paket enthält ein Prüfzifferfeld, das einen einfachen mathematischen Wert darstellt, der aus den Daten in diesem Paket berechnet wurde. Wenn der Empfänger das Paket erhält, kann er die Prüfziffer erneut berechnen, um zu überprüfen, ob das Paket auf dem Weg beschädigt wurde. Wenn es eine Diskrepanz gibt, weiß es, dass ein Fehler vorliegt, und kann dieses Paket einfach verwerfen. Anstatt zu versuchen, es zu reparieren oder erneut zu senden, was der Stil von TCP ist, lässt UDP es einfach los.
Ein weiterer interessanter Aspekt ist, dass es keine Overheads für die Herstellung oder Aufrechterhaltung einer Verbindung gibt. Das bedeutet, dass Sie, wenn Sie eine Flut von Paketen senden – sagen wir, wenn Sie spielen und viele Updates schnell senden müssen – UDP es Ihnen ermöglicht, diese Pakete ohne Aufhebens zu senden. Sie können sie kontinuierlich abschießen, ohne auf Handshakes oder Bestätigungen zu warten. Diese Einfachheit ist einer der Hauptgründe, warum UDP so gut für Anwendungen geeignet ist, bei denen Leistung entscheidend ist.
Bei Echtzeitanwendungen, wenn einige Pakete verloren gehen, bemerken die Benutzer das kaum, weil sie sich auf die Live-Aktivität konzentrieren. E-Commerce-Websites oder Dateiübertragungen würden UDP nicht verwenden wollen, da die Integrität dieser Daten von größter Bedeutung ist. Manchmal macht es Spaß, es als Teamsport zu betrachten. Genau wie jeder Spieler in einer Weise spielen muss, die das übergeordnete Ziel unterstützt, erfüllt jedes Protokoll seinen Zweck im großen Schema der Internetbetrieb.
Also, während es so scheint, als würde UDP einfach improvisieren, hat es seinen Platz im größeren Zusammenhang – insbesondere wenn Geschwindigkeit und Effizienz entscheidend sind. Es mag an der Strenge von TCP fehlen, aber es macht das mehr als wett durch Geschwindigkeit und Agilität. Es ist ein wichtiges Werkzeug im Werkzeugkasten für jeden, der Daten schnell und ohne Overhead übertragen möchte.
Wann immer Sie Anwendungen einrichten oder über Netzwerkarchitektur nachdenken, sollten Sie sich die Frage stellen, was wichtiger ist: Zuverlässigkeit oder Geschwindigkeit? Die Antwort wird Sie oft leiten, ob Sie die sanftere, sicherere Fahrt mit TCP wählen oder den schnellen, aufregenden Weg mit UDP einschlagen. Beide arbeiten im selben Rahmen, verkörpern jedoch unterschiedliche Philosophien, die auf ihre jeweiligen Bedürfnisse zugeschnitten sind.
In dieser wilden Welt der Datenkommunikation gibt Ihnen das Verständnis dafür, wie UDP funktioniert, eine wertvolle Perspektive für die informierte Auswahl von Protokollen. Wenn Sie tief im Netzwerkwesen stecken, wird Ihnen dieses Wissen helfen, den besten Weg für das, was Sie aufbauen, zu wählen.
