14-07-2024, 01:27
Wenn wir ins Detail gehen, wie UDP mit Paketen umgeht, die außerhalb der Reihenfolge ankommen, ist es meiner Meinung nach entscheidend, daran zu denken, dass UDP, oder User Datagram Protocol, für Geschwindigkeit und nicht für Zuverlässigkeit ausgelegt ist. Sie sehen, es ist grundlegend anders als TCP, da es keine integrierten Mechanismen für Reihenfolge, Zuverlässigkeit oder sogar Staukontrolle hat. Stattdessen sendet es einfach Pakete los und hofft auf das Beste. Lassen Sie uns also darüber sprechen, was das bedeutet, wenn Pakete außer der Reihenfolge ankommen, was, seien wir ehrlich, häufiger passiert, als uns lieb ist.
Stellen Sie sich vor, Sie sehen sich einen Live-Sportstream an oder spielen ein Online-Spiel. Das Erlebnis sollte reibungslos und reaktionsschnell sein. Wenn Sie UDP verwenden, könnten die Pakete, aus denen das Video oder die Spieldaten bestehen, in einer anderen Reihenfolge an Ihrem Gerät ankommen, als sie gesendet wurden. Sie würden denken, das wäre ein Problem, oder? Nun, das kann es sein, aber die Art und Weise, wie UDP funktioniert, legt den Schwerpunkt auf Geschwindigkeit, daher liegt es an Ihnen, oder besser gesagt an der Anwendung, die Sie verwenden, um zu verwalten, was passiert, wenn Pakete außer der Reihenfolge ankommen.
Wie spielt sich das also tatsächlich ab? Der Trick besteht darin, dass UDP nicht versucht, die Reihenfolge der Pakete auf Protokollebene zu korrigieren. Wenn ich Ihnen mehrere Pakete einer Nachricht senden würde und sagen wir, Paket 2 vor Paket 1 ankäme, würde UDP Paket 2 einfach zuerst an Ihre Anwendung liefern, ohne eine Neuanordnung vorzunehmen. Es ist wie das Versenden einer Reihe von Briefen, aber manchmal kommt ein späterer Brief vor einem früheren an. Wenn Ihnen die Reihenfolge nicht allzu wichtig ist, ist das völlig in Ordnung.
Nun, das kann in Echtzeitanwendungen überraschend gut funktionieren. Wenn ich Ihnen zum Beispiel Videodaten für ein Live-Konzert sende, können einige Frames außerhalb der Reihenfolge ankommen. Aber wenn der Stream schnell genug funktioniert und Sie einen guten Player haben, können diese Frames nahezu nahtlos angezeigt werden. Ihr Mediaplayer wird einfach die Pakete abspielen, die er erhält, sobald sie ankommen. Es gibt keine Zeit zu verlieren mit Neuanordnungen. Das sorgt für ein flüssiges und angenehmes Erlebnis, was genau das ist, was Sie wollen, wenn die Veranstaltung live stattfindet!
Aber hier wird es etwas knifflig. Wenn Sie eine Anwendung entwickeln und feststellen, dass der Verlust sonst wichtiger Pakete inakzeptabel ist, müssen Sie möglicherweise eigene Mechanismen implementieren, um damit umzugehen. Sie erhalten keine automatische Korrektur wie bei TCP. Stattdessen müssen Sie möglicherweise zusätzlichen Code schreiben, um Pakete zu puffern, die außerhalb der Reihenfolge ankommen, und sie dann neu anzuordnen, bevor Sie sie an die Benutzeroberfläche ausliefern.
Ich habe an Projekten gearbeitet, bei denen wir das selbst handhaben mussten. Nehmen wir zum Beispiel ein Mehrspielerspiel, bei dem die Spieler die Aktionen der anderen in Echtzeit sehen müssen. Wenn die Bewegungsdaten eines Spielers außerhalb der Reihenfolge ankommen, kann das zu einem ruckeligen Spielerlebnis führen. Um dies zu bewältigen, implementieren die Entwickler oft Puffermethoden zusammen mit Zeitstempeln. Wenn ein Paket eintrifft, überprüfen Sie seinen Zeitstempel im Vergleich zu dem, was Sie bereits gesehen haben. Auf diese Weise können Sie sie in die richtige Reihenfolge sortieren, bevor Sie sie abspielen, was dazu beiträgt, das immersive Spielerlebnis, das wir alle lieben, aufrechtzuerhalten.
Das führt zu einer der Hauptüberlegungen bei der Verwendung von UDP: Wie wichtig ist die Paketreihenfolge für Ihre Anwendung? Wenn Sie an einer Anwendung arbeiten, bei der absolute Genauigkeit nicht notwendig ist – wie bei Sprachanrufen oder Streaming-Videos – dann könnte der natürliche Fluss, dass Pakete so ankommen, wie sie eintreffen, ausreichend sein. Wenn Sie jedoch mit etwas wie Dateiübertragungen oder Datenbanktransaktionen arbeiten, müssen Sie wirklich überlegen, etwas Robusteres zu verwenden, und das bedeutet normalerweise TCP, das die außerhalb der Reihenfolge angekommenen Pakete mit integrierten Mechanismen behandelt, um sicherzustellen, dass alles in der richtigen Reihenfolge ankommt.
Es gibt auch das Konzept des Paketverlusts im Mix. UDP kommt wirklich nicht mit Bestätigungen, was bedeutet, dass, wenn ein Paket während des Transports verloren geht, es keine eingebaute Möglichkeit gibt, es erneut anzufordern. Zurück zu unserem vorherigen Beispiel: Wenn Sie dieses Konzert online ansehen und ein Paket verloren geht, sehen Sie möglicherweise einfach ein wenig Ruckeln oder hören für einen Moment einen seltsamen Sound – aber Sie möchten nicht, dass der gesamte Stream einfriert, während er auf die erneute Lieferung dieses verlorenen Pakets wartet. Das System macht einfach weiter und akzeptiert, dass einige Daten besser sind als gar keine.
Entwickler könnten sich entscheiden, dies über logisch auf Anwendungsebene zu verwalten. Zum Beispiel in einem Videospiel bauen Entwickler oft ein System, das es einem Spieler ermöglicht, die fehlenden Daten basierend auf den nächst verfügbaren Informationen zu interpolieren. Wenn die Daten darüber, wo sich ein Spieler positioniert, vorübergehend übersprungen oder verloren gehen, können Sie ihre Trajektorie vorhersagen und ihre Bewegung so animieren, dass sie für den Beobachter natürlich wirkt. Dies kann oft die Auswirkungen von Paketverlust und der Lieferung außerhalb der Reihenfolge effektiv verbergen.
Es ist auch interessant, wie UDP bestimmten Anwendungen ermöglicht, besser als TCP zu skalieren. Da TCP dafür sorgen muss, dass die Reihenfolge und Integrität jedes Pakets gewährleistet ist, kann es in Situationen mit hohem Datenverkehr zu einem Engpass werden. Denken Sie an einen Livestream mit Tausenden oder Millionen von Zuschauern. Wenn jedes Paket bestätigt und von allen Nutzern anerkannt werden müsste, gibt es viel Overhead, der die Dinge verlangsamen kann. UDP ermöglicht mehr kommunikationsähnliche Sendungen, bei denen Daten gesendet werden, ohne auf Bestätigungen zu warten, sodass mehr Benutzer gleichzeitig Daten empfangen können.
Als IT-Fachmann sollten Sie beim Choosing zwischen UDP und TCP für ein Projekt, an dem Sie arbeiten, immer die Abwägungen sorgfältig abwägen. Priorisieren Sie die Echtzeitleistung über Zuverlässigkeit? Wenn Sie sich für UDP entscheiden, seien Sie darauf vorbereitet, diese außerhalb der Reihenfolge angekommenen Pakete selbst zu handhaben, und denken Sie darüber nach, wie Sie mit Situationen umgehen, in denen Pakete verloren gehen. Es eröffnet viel Potenzial für optimierte Anwendungen, erfordert jedoch auch etwas Arbeit Ihrerseits, insbesondere wenn die Anwendung, die Sie erstellen, stark auf Datenintegrität und -ordnung angewiesen ist.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Verständnis, wie UDP mit Paketen umgeht, die außerhalb der Reihenfolge ankommen, Ihnen die Einsicht gibt, um bessere Anwendungen zu erstellen. Sie tauschen im Wesentlichen Zuverlässigkeit gegen Geschwindigkeit ein, daher müssen Sie clever sein, wie Sie Ihre App die Daten verwalten lassen. Es ist eine dieser wesentlichen Lektionen im Networking – die Werkzeuge zu verstehen, die Ihnen zur Verfügung stehen, und zu wissen, wann Sie sie effektiv einsetzen, während Sie auch auf die Eigenheiten und Herausforderungen der realen Welt vorbereitet sind, die damit verbunden sind. Egal, ob Sie Spiele spielen, streamen oder an etwas anderem arbeiten, zu wissen, wie UDP die Verantwortung delegiert, bedeutet, dass Sie intelligentere Entscheidungen treffen können, wenn es darum geht, Ihre Lösungen zu entwerfen.
Stellen Sie sich vor, Sie sehen sich einen Live-Sportstream an oder spielen ein Online-Spiel. Das Erlebnis sollte reibungslos und reaktionsschnell sein. Wenn Sie UDP verwenden, könnten die Pakete, aus denen das Video oder die Spieldaten bestehen, in einer anderen Reihenfolge an Ihrem Gerät ankommen, als sie gesendet wurden. Sie würden denken, das wäre ein Problem, oder? Nun, das kann es sein, aber die Art und Weise, wie UDP funktioniert, legt den Schwerpunkt auf Geschwindigkeit, daher liegt es an Ihnen, oder besser gesagt an der Anwendung, die Sie verwenden, um zu verwalten, was passiert, wenn Pakete außer der Reihenfolge ankommen.
Wie spielt sich das also tatsächlich ab? Der Trick besteht darin, dass UDP nicht versucht, die Reihenfolge der Pakete auf Protokollebene zu korrigieren. Wenn ich Ihnen mehrere Pakete einer Nachricht senden würde und sagen wir, Paket 2 vor Paket 1 ankäme, würde UDP Paket 2 einfach zuerst an Ihre Anwendung liefern, ohne eine Neuanordnung vorzunehmen. Es ist wie das Versenden einer Reihe von Briefen, aber manchmal kommt ein späterer Brief vor einem früheren an. Wenn Ihnen die Reihenfolge nicht allzu wichtig ist, ist das völlig in Ordnung.
Nun, das kann in Echtzeitanwendungen überraschend gut funktionieren. Wenn ich Ihnen zum Beispiel Videodaten für ein Live-Konzert sende, können einige Frames außerhalb der Reihenfolge ankommen. Aber wenn der Stream schnell genug funktioniert und Sie einen guten Player haben, können diese Frames nahezu nahtlos angezeigt werden. Ihr Mediaplayer wird einfach die Pakete abspielen, die er erhält, sobald sie ankommen. Es gibt keine Zeit zu verlieren mit Neuanordnungen. Das sorgt für ein flüssiges und angenehmes Erlebnis, was genau das ist, was Sie wollen, wenn die Veranstaltung live stattfindet!
Aber hier wird es etwas knifflig. Wenn Sie eine Anwendung entwickeln und feststellen, dass der Verlust sonst wichtiger Pakete inakzeptabel ist, müssen Sie möglicherweise eigene Mechanismen implementieren, um damit umzugehen. Sie erhalten keine automatische Korrektur wie bei TCP. Stattdessen müssen Sie möglicherweise zusätzlichen Code schreiben, um Pakete zu puffern, die außerhalb der Reihenfolge ankommen, und sie dann neu anzuordnen, bevor Sie sie an die Benutzeroberfläche ausliefern.
Ich habe an Projekten gearbeitet, bei denen wir das selbst handhaben mussten. Nehmen wir zum Beispiel ein Mehrspielerspiel, bei dem die Spieler die Aktionen der anderen in Echtzeit sehen müssen. Wenn die Bewegungsdaten eines Spielers außerhalb der Reihenfolge ankommen, kann das zu einem ruckeligen Spielerlebnis führen. Um dies zu bewältigen, implementieren die Entwickler oft Puffermethoden zusammen mit Zeitstempeln. Wenn ein Paket eintrifft, überprüfen Sie seinen Zeitstempel im Vergleich zu dem, was Sie bereits gesehen haben. Auf diese Weise können Sie sie in die richtige Reihenfolge sortieren, bevor Sie sie abspielen, was dazu beiträgt, das immersive Spielerlebnis, das wir alle lieben, aufrechtzuerhalten.
Das führt zu einer der Hauptüberlegungen bei der Verwendung von UDP: Wie wichtig ist die Paketreihenfolge für Ihre Anwendung? Wenn Sie an einer Anwendung arbeiten, bei der absolute Genauigkeit nicht notwendig ist – wie bei Sprachanrufen oder Streaming-Videos – dann könnte der natürliche Fluss, dass Pakete so ankommen, wie sie eintreffen, ausreichend sein. Wenn Sie jedoch mit etwas wie Dateiübertragungen oder Datenbanktransaktionen arbeiten, müssen Sie wirklich überlegen, etwas Robusteres zu verwenden, und das bedeutet normalerweise TCP, das die außerhalb der Reihenfolge angekommenen Pakete mit integrierten Mechanismen behandelt, um sicherzustellen, dass alles in der richtigen Reihenfolge ankommt.
Es gibt auch das Konzept des Paketverlusts im Mix. UDP kommt wirklich nicht mit Bestätigungen, was bedeutet, dass, wenn ein Paket während des Transports verloren geht, es keine eingebaute Möglichkeit gibt, es erneut anzufordern. Zurück zu unserem vorherigen Beispiel: Wenn Sie dieses Konzert online ansehen und ein Paket verloren geht, sehen Sie möglicherweise einfach ein wenig Ruckeln oder hören für einen Moment einen seltsamen Sound – aber Sie möchten nicht, dass der gesamte Stream einfriert, während er auf die erneute Lieferung dieses verlorenen Pakets wartet. Das System macht einfach weiter und akzeptiert, dass einige Daten besser sind als gar keine.
Entwickler könnten sich entscheiden, dies über logisch auf Anwendungsebene zu verwalten. Zum Beispiel in einem Videospiel bauen Entwickler oft ein System, das es einem Spieler ermöglicht, die fehlenden Daten basierend auf den nächst verfügbaren Informationen zu interpolieren. Wenn die Daten darüber, wo sich ein Spieler positioniert, vorübergehend übersprungen oder verloren gehen, können Sie ihre Trajektorie vorhersagen und ihre Bewegung so animieren, dass sie für den Beobachter natürlich wirkt. Dies kann oft die Auswirkungen von Paketverlust und der Lieferung außerhalb der Reihenfolge effektiv verbergen.
Es ist auch interessant, wie UDP bestimmten Anwendungen ermöglicht, besser als TCP zu skalieren. Da TCP dafür sorgen muss, dass die Reihenfolge und Integrität jedes Pakets gewährleistet ist, kann es in Situationen mit hohem Datenverkehr zu einem Engpass werden. Denken Sie an einen Livestream mit Tausenden oder Millionen von Zuschauern. Wenn jedes Paket bestätigt und von allen Nutzern anerkannt werden müsste, gibt es viel Overhead, der die Dinge verlangsamen kann. UDP ermöglicht mehr kommunikationsähnliche Sendungen, bei denen Daten gesendet werden, ohne auf Bestätigungen zu warten, sodass mehr Benutzer gleichzeitig Daten empfangen können.
Als IT-Fachmann sollten Sie beim Choosing zwischen UDP und TCP für ein Projekt, an dem Sie arbeiten, immer die Abwägungen sorgfältig abwägen. Priorisieren Sie die Echtzeitleistung über Zuverlässigkeit? Wenn Sie sich für UDP entscheiden, seien Sie darauf vorbereitet, diese außerhalb der Reihenfolge angekommenen Pakete selbst zu handhaben, und denken Sie darüber nach, wie Sie mit Situationen umgehen, in denen Pakete verloren gehen. Es eröffnet viel Potenzial für optimierte Anwendungen, erfordert jedoch auch etwas Arbeit Ihrerseits, insbesondere wenn die Anwendung, die Sie erstellen, stark auf Datenintegrität und -ordnung angewiesen ist.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Verständnis, wie UDP mit Paketen umgeht, die außerhalb der Reihenfolge ankommen, Ihnen die Einsicht gibt, um bessere Anwendungen zu erstellen. Sie tauschen im Wesentlichen Zuverlässigkeit gegen Geschwindigkeit ein, daher müssen Sie clever sein, wie Sie Ihre App die Daten verwalten lassen. Es ist eine dieser wesentlichen Lektionen im Networking – die Werkzeuge zu verstehen, die Ihnen zur Verfügung stehen, und zu wissen, wann Sie sie effektiv einsetzen, während Sie auch auf die Eigenheiten und Herausforderungen der realen Welt vorbereitet sind, die damit verbunden sind. Egal, ob Sie Spiele spielen, streamen oder an etwas anderem arbeiten, zu wissen, wie UDP die Verantwortung delegiert, bedeutet, dass Sie intelligentere Entscheidungen treffen können, wenn es darum geht, Ihre Lösungen zu entwerfen.
