O protocolo TCP/IP, apesar de ser a pilha de protocolos mais comum na Internet, não é muito adequado para aplicações IoT devido à grande sobrecarga. É mais adequado para aplicações onde é necessária a entrega confiável de dados com alta largura de banda disponível. As aplicações IoT geralmente têm largura de banda limitada e necessitam de transferência rápida de pequenos pacotes de dados. Nesse caso, a pilha UDP/IP é muito melhor que o TCP/IP.
O User Datagram Protocol (UDP) é o protocolo da camada de transporte mais simples usado principalmente para estabelecer conexões de baixa latência e tolerância a perdas entre aplicativos na rede de comunicação. Tanto o TCP quanto o UDP são executados no topo do Protocolo da Internet (IP), por isso são chamados de TCP/IP e UDP/IP.
UDP é um protocolo sem conexão, o que significa que o remetente apenas transmite os dados sem esperar pela conexão com o destinatário. É um protocolo não confiável quando comparado ao TCP. Não há mecanismo de verificação de erros ou mecanismo de correção envolvido na transmissão de dados, o que resulta no uso de menos largura de banda. O protocolo UDP apenas envia os pacotes (ou datagrama). Não há garantia de confirmação do pacote recebido pela outra extremidade. Ele permite menos sobrecarga de dados e atrasos.
Para obter maior desempenho, o protocolo permite que pacotes individuais sejam descartados (sem novas tentativas) e que pacotes UDP sejam recebidos em uma ordem diferente daquela em que foram enviados, conforme determinado pelo aplicativo.
Recursos do UDP –
A pilha de protocolos UDP possui os seguintes recursos –
1) O UDP pode ser usado quando o reconhecimento dos dados não tem qualquer significado.
2) É ótimo para fluxo de dados em uma direção.
3) É um protocolo sem conexão.
4) Não fornece nenhum mecanismo de controle de congestionamento.
5) É um protocolo adequado para aplicativos de streaming, como aplicativos de videoconferência, jogos de computador, etc.
Datagramas UDP –
O tráfego UDP funciona através de pacotes chamados datagramas, sendo que cada datagrama consiste em uma única unidade de mensagem. Os detalhes do cabeçalho são armazenados nos primeiros oito bytes, mas o restante é o que mantém a mensagem real. O cabeçalho do datagrama UDP pode ser dividido em quatro partes, cada uma com dois bytes de comprimento. Essas partes são as seguintes –
1) Porta de origem – Esta informação de 16 bits (2 bytes) é usada para identificar a porta remetente que enviará os dados. Um número de porta UDP válido varia de 0 a 65535.
2) Porto de destino – Esta informação de 16 bits é usada para identificar a porta do receptor na qual os dados serão recebidos. Um número de porta UDP válido varia de 0 a 65535. Este campo identifica a porta do receptor e é obrigatório.
3) Comprimento – O campo length especifica o comprimento total do pacote UDP (cabeçalho UDP e dados UDP). Este campo individual é um campo de 16 bits. O comprimento mínimo do campo Comprimento é de 8 bytes no caso de não haver dados UDP.
4) Soma de verificação – Este campo armazena o valor da soma de verificação gerado pelo remetente antes de enviar os dados ao destinatário. As somas de verificação UDP protegem os dados da mensagem contra corrupção. O valor da soma de verificação representa uma codificação dos dados do datagrama calculada primeiro pelo remetente e depois pelo destinatário. No UDP, a soma de verificação é opcional, ao contrário do TCP, onde a soma de verificação é obrigatória.
Vantagens do UDP –
O UDP/IP tem as seguintes vantagens sobre a pilha TCP/IP –
1) É melhor que o TCP para aplicações que requerem fluxo constante de dados, dados em massa e que exigem mais rapidez do que confiabilidade.
2) Para fins de multicast e broadcast, o UDP é mais adequado porque suporta o método de transmissão ponto a multiponto. O remetente não precisa acompanhar a retransmissão de dados para vários receptores, em contraste com o TCP/IP, onde o remetente precisa cuidar de cada pacote.
3) Há uma pequena sobrecarga de cabeçalho de pacote no UDP (apenas 8 bytes), enquanto o TCP possui 20 bytes de cabeçalho.
No próximo tutorial – Comunicação Cliente Servidor sobre Protocolo UDP, um módulo ESP8266 é configurado como servidor UDP e um laptop é configurado como Cliente UDP. O Cliente UDP envia alguns dados para o servidor e o servidor reconhece isso acendendo um LED.
