Като доставчик на сървър за стрийминг често срещам въпроси от клиенти относно разликите между UDP (протокол за потребителски дейтаграми) и TCP (протокол за контрол на предаването) в приложенията на сървър за стрийминг. Разбирането на тези различия е от решаващо значение за вземане на информирани решения при настройване и оптимизиране на услуги за стрийминг. В тази публикация в блога ще се задълбоча в характеристиките на UDP и TCP и ще проуча как те влияят на стрийминг сървърните приложения.
1. Основни понятия за UDP и TCP
UDP
UDP е прост протокол без връзка. Когато подателят иска да изпрати данни чрез UDP, той просто пакетира данните в дейтаграми и ги изпраща до местоназначението, без първо да установява връзка. UDP не гарантира доставката на данни, реда на пакетите с данни или целостта на данните. Това е протокол "задействай - и - забрави". Например, ако UDP дейтаграма бъде изгубена по време на транзит, няма механизъм в самия UDP, който да я препредаде.
TCP
TCP, от друга страна, е протокол, ориентиран към връзка. Преди да започне прехвърлянето на данни, се установява TCP връзка между подателя и получателя чрез тристранно ръкостискане. По време на пренос на данни TCP осигурява надеждна доставка на данни. Той използва потвърждения, поредни номера и механизми за препредаване, за да се увери, че всички пакети данни са получени правилно и в ред. Ако даден пакет е изгубен или повреден, TCP ще го препредаде, докато не бъде получен успешно.
2. Производителност в сървърни приложения за поточно предаване
Латентност
В стрийминг приложенията латентността е критичен фактор. UDP обикновено има по-ниска латентност в сравнение с TCP. Тъй като UDP не изисква установяване на връзка и не изисква препредаване, данните могат да бъдат изпратени незабавно. Това прави UDP подходящ за приложения за стрийминг в реално време, като спортни предавания на живо, видеоконференции и онлайн игри. Например, при спортно събитие на живо забавяне дори от няколко секунди може значително да повлияе на изживяването на зрителя. Природата с ниска латентност на UDP позволява по-безпроблемно изживяване при гледане в реално време.
TCP, поради своята връзка - процес на установяване и механизъм за препредаване, въвежда повече забавяне. Тристранното ръкостискане в началото на връзката и времето, необходимо за повторно предаване на изгубени пакети, могат да причинят забележими забавяния. При сценарий за поточно предаване на живо това забавяне може да накара потока да изглежда несинхронизиран, особено в сравнение с поток, базиран на UDP.
Ефективност на честотната лента
UDP е с по-голяма честотна лента - ефективен в някои случаи. Тъй като няма допълнителни разходи за повторно предаване и потвърждения, той може да използва наличната честотна лента по-ефективно за пренос на данни. В приложение за поточно видео с високо качество, където големи количества данни трябва да бъдат изпратени бързо, UDP може да използва по-добре честотната лента на мрежата.
TCP, обаче, може да не е толкова честотна лента - ефективна в някои ситуации. Повторното предаване на изгубени пакети може да изразходва допълнителна честотна лента, особено в мрежа с висока загуба на пакети. Например, в безжична мрежа с много смущения, TCP може да изразходва значителна част от честотната лента за повторно предаване на изгубени пакети, което може да доведе до влошаване на общото качество на поточното предаване.
Надеждност
Надеждността е друг ключов аспект при стрийминг. Въпреки че UDP не гарантира надеждна доставка, в някои стрийминг приложения може да се толерира малка загуба на данни. Например, във видео поток няколко изгубени пакета могат да доведат до незначителен визуален артефакт, който е едва забележим за зрителя. В такива случаи компромисът между ниска латентност и надеждност прави UDP добър избор.
TCP осигурява висока надеждност. Той гарантира, че всички пакети данни се получават правилно и в ред. Това е важно за приложения, при които целостта на данните е от решаващо значение, като изтегляне на файлове или някои видове поточно видео при поискване. Например, когато потребител изтегля филм с висока разделителна способност, той очаква целият файл да бъде изтеглен без никакви грешки. Функциите за надеждност на TCP го правят подходящ за такива приложения.
3. Обработка на грешки при поточно предаване
UDP
При поточно предаване, базирано на UDP, обработката на грешки често се оставя на приложния слой. Тъй като UDP няма вградени механизми за коригиране на грешки, сървърът за поточно предаване или клиентското приложение трябва да прилага свои собствени стратегии. Един често срещан подход е да се използва корекция на грешки (FEC). FEC добавя излишни данни към потока от страната на подателя. От страна на получателя, ако някои пакети са загубени, излишните данни могат да се използват за възстановяване на изгубените пакети. Въпреки това, FEC също добавя допълнителни разходи към потока.
TCP
TCP има вградени - при грешка - механизми за обработка. Ако даден пакет е изгубен или повреден, TCP автоматично ще го препредаде. Това опростява процеса на обработка на грешки за разработчика на приложението. Въпреки това, както беше споменато по-рано, повторното предаване може да въведе закъснение, което може да не е желателно в приложения за поточно предаване в реално време.
4. Случаи на употреба в сървърни приложения за поточно предаване
UDP - базирано поточно предаване
- Поточно предаване на живо: Както споменахме по-рано, приложенията за стрийминг на живо, като телевизионни предавания на живо, концерти на живо и спортни събития на живо, се възползват от ниската латентност на UDP. Услуги катоСървър за поточно предаване на мултимедияможе да използва UDP, за да осигури поточно предаване в реално време на голям брой зрители.
- Онлайн игри: В онлайн игрите ниската латентност е от решаващо значение за плавното игрово изживяване. UDP се използва широко в онлайн игрите, за да се гарантира, че състоянието на играта се актуализира в реално време между играчите.
TCP - базирано поточно предаване
- Видео поточно предаване по заявка: За видео услуги по заявка, където потребителят може да постави на пауза, превърта назад и бързо напред видеото, надеждността е по-важна от ниската латентност. TCP често се използва вСървър за IPTV потокприложения за доставка на съдържание по заявка.
- Файлово базирано поточно предаване: При поточно предаване на големи файлове като филми или дълги видеоклипове, надеждността на TCP гарантира, че целият файл се доставя без грешки.
5. Съображения за доставчиците на сървъри за поточно предаване
Като доставчик на стрийминг сървър, когато избирате между UDP и TCP, трябва да имате предвид няколко фактора:
- Мрежови условия: В стабилна мрежа с ниска загуба на пакети TCP може да бъде добър избор, тъй като може да осигури надеждно поточно предаване. В мрежа с големи загуби на пакети или смущения UDP с подходящи механизми за обработка на грешки може да бъде по-подходящ.
- Изисквания за кандидатстване: Характерът на приложението за поточно предаване, независимо дали е в реално време или по заявка, ще определи значението на латентността и надеждността.
- Мащабируемост: UDP може да бъде по-мащабируем в някои случаи, особено за широкомащабни събития на живо. Тъй като няма добавката за управление на връзката на TCP, тя може да обработва по-голям брой едновременни връзки.
Заключение
В заключение, както UDP, така и TCP имат своите предимства и недостатъци в стрийминг сървърните приложения. UDP предлага ниска латентност и висока ефективност на честотната лента, което го прави подходящ за приложения за поточно предаване в реално време. TCP осигурява висока надеждност, която е важна за стрийминг по заявка и базиран на файл. Като доставчик на стрийминг сървър, ние трябва внимателно да оценим изискванията на всяко стрийминг приложение и мрежовите условия, за да изберем най-подходящия протокол.
Ако търсите надеждно решение за сървър за стрийминг, независимо дали е за стрийминг на живо или доставка на съдържание при поискване, ние сме тук, за да ви помогнем. Нашият екип от експерти може да ви помогне при настройването и оптимизирането на вашата услуга за стрийминг, за да отговори на вашите специфични нужди. Свържете се с нас за повече информация и за започване на дискусия за поръчка.
Референции
- Comer, DE (2013). Компютърни мрежи и интернет. Пиърсън.
- Tanenbaum, AS, & Wetherall, DJ (2011). Компютърни мрежи. Пиърсън.