Kuidas tagada andmete garanteeritud kohaletoimetamine UDP protokolli kaudu?

UDP garantii, olles ühenduseta ja garantii puudumise tõttu, nõuab usaldusmehhanismide rakendamist rakendustasandil või kasutades vahekihti. Peamised lähenemisviisid hõlmavad:

1. Kinnitusmehhanismid (Acknowledgements - ACK): Saatja lisab iga datagrammi identifikaatori (näiteks järjekorranumbri). Saaja saadab kinnitus iga edukalt saadud datagrammi kohta.
2. Taaskandmise mehhanismid (Retransmission): Saatja määrab taimeri pärast datagrammi saatmist. Kui kinnitus ei saabu taimeri lõppemiseks, loetakse datagram kadunuks ja see saadetakse uuesti.
3. Duplikaatide kontrollimise mehhanismid: Saaja jälgib saadud datagrammide identifikaatoreid ja lükkab tagasi duplikaadid, kui need tekivad taaskandmise tulemusena.
4. Järjekorra kontrollimise mehhanismid: Kuigi UDP ei taga järjekorda, võib rakendus kasutada järjekorranumbreid datagrammide ümberkorraldamiseks saateküljel.
5. Voo kontroll: Vajadusel saab rakendada mehhanismi, mis takistab saaja pufferi üleujutust.

Nende mehhanismide rakendamine nõuab märkimisväärseid jõupingutusi rakendustasandil või spetsialiseeritud teekide/protokollide kasutamist, mis on ehitatud UDP peale, näiteks:

• Reliable User Datagram Protocol (RUDP): UDP laiendus, mis lisab usaldusväärsust.
• Quic: Google'i välja töötatud transpordiprotocol, mis töötab UDP peal ja pakub TCP-sarnast funktsionaalsust (usaldusväärsus, voogude juhtimine, turvalisus), kuid parema ühenduse loomise aja ja väiksema pakettide kaotsimineku mõjuga.
• Reaalajas kasutatavad protokollid osalise usaldusväärsusega: Näiteks Secure Real-time Transport Protocol (SRTP) võib sisaldada valikulisi usaldusmehhanisme.

Näide skeemipõhisest loogikast saatja poolel:

# pseudo-kood selguse huvides

data_to_send = [...] # datagrammide nimekiri
sent_packets = {}    # sõnastik: järjekorranumber -> (andmed, saatmise aeg)
next_seq_num = 0
ack_timeout = 0.1    # sekundid
max_retransmissions = 5

for data in data_to_send:
    packet = (next_seq_num, data)
    send_udp(packet)
    sent_packets[next_seq_num] = (packet, time.time(), 0) # pakk, saatmise aeg, korduste arv
    next_seq_num += 1

while sent_packets:
    # Ootame kinnitust
    acks = receive_acks() # kinnitusvastuste saamise simulatsioon
    for seq_num in acks:
        if seq_num in sent_packets:
            del sent_packets[seq_num] # Eemaldame ootavate hulgast

    # Kontrollime taimerid ja saadame uuesti
    current_time = time.time()
    packets_to_retransmit = []
    for seq_num, (packet, send_time, retransmit_count) in sent_packets.items():
        if current_time - send_time > ack_timeout:
            if retransmit_count < max_retransmissions:
                packets_to_retransmit.append(seq_num)
            else:
                # Pakk kadunud lõplikult pärast MaxRetransmissions
                handle_packet_loss(seq_num)
                del sent_packets[seq_num]

    for seq_num in packets_to_retransmit:
        packet, _, retransmit_count = sent_packets[seq_num]
        send_udp(packet)
        sent_packets[seq_num] = (packet, time.time(), retransmit_count + 1) # uuenda aega ja arvu

Selline rakendus loob UDP peal protokolli, mis jäljendab TCP usaldusväärsust. Konkreetne lähenemine sõltub rakenduse nõuetest (näiteks viivitus, läbilaskevõime). Enamikel juhtudel, kus on vaja usaldusväärsust, on soovitatav kasutada valmis protokolle (TCP, QUIC) või usaldusväärseid teeke.