El protocolo TCP/IP, a pesar de ser la pila de protocolos más común en Internet, no es muy adecuado para aplicaciones de IoT debido a su elevada sobrecarga. Es más adecuado para aplicaciones donde se requiere una entrega de datos confiable con un alto ancho de banda disponible. Las aplicaciones de IoT generalmente tienen un ancho de banda limitado y requieren una transferencia rápida de pequeños paquetes de datos. En este caso, la pila UDP/IP es mucho mejor que TCP/IP.
El Protocolo de datagramas de usuario (UDP) es el protocolo de capa de transporte más simple que se utiliza principalmente para establecer conexiones de baja latencia y tolerantes a pérdidas entre aplicaciones en la red de comunicación. Tanto TCP como UDP se ejecutan sobre el Protocolo de Internet (IP), por lo que se denominan TCP/IP y UDP/IP.
UDP es un protocolo sin conexión, lo que significa que el remitente simplemente transmite los datos sin esperar a que el receptor se conecte. Es un protocolo poco confiable en comparación con TCP. No existe ningún mecanismo de verificación de errores ni mecanismo de corrección involucrado en la transmisión de datos, lo que resulta en un menor uso de ancho de banda. El protocolo UDP sólo envía paquetes (o datagramas). No hay garantía de confirmación del paquete recibido en el otro extremo. Permite menos sobrecarga de datos y retrasos.
Para mejorar el rendimiento, el protocolo permite descartar paquetes individuales (sin reintentos) y recibir paquetes UDP en un orden diferente al de su envío, según lo determine la aplicación.
Funciones UDP –
La pila de protocolos UDP tiene las siguientes características:
1) UDP se puede utilizar cuando el reconocimiento de datos no tiene significado.
2) Es excelente para el flujo de datos unidireccional.
3) Es un protocolo sin conexión.
4) No proporciona ningún mecanismo de control de congestión.
5) Es un protocolo adecuado para aplicaciones de streaming como aplicaciones de videoconferencia, juegos de ordenador, etc.
Datagramas UDP –
El tráfico UDP funciona a través de paquetes llamados datagramas, y cada datagrama consta de una única unidad de mensaje. Los detalles del encabezado se almacenan en los primeros ocho bytes, pero el resto es lo que contiene el mensaje real. El encabezado del datagrama UDP se puede dividir en cuatro partes, cada una de dos bytes de longitud. Estas partes son las siguientes:
1) Puerto de origen : esta información de 16 bits (2 bytes) se utiliza para identificar el puerto del remitente que enviará los datos. Un número de puerto UDP válido oscila entre 0 y 65535.
2) Puerto de destino : esta información de 16 bits se utiliza para identificar el puerto del receptor en el que se recibirán los datos. Un número de puerto UDP válido oscila entre 0 y 65535. Este campo identifica el puerto del receptor y es obligatorio.
3) Longitud : el campo de longitud especifica la longitud total del paquete UDP (encabezado UDP y datos UDP). Este campo individual es un campo de 16 bits. La longitud mínima del campo Longitud es de 8 bytes en caso de que no haya datos UDP.
4) Suma de verificación : este campo almacena el valor de la suma de verificación generado por el remitente antes de enviar los datos al destinatario. Las sumas de comprobación UDP protegen los datos de los mensajes contra la corrupción. El valor de la suma de comprobación representa una codificación de los datos del datagrama calculados primero por el remitente y luego por el receptor. En UDP, la suma de comprobación es opcional, a diferencia de TCP, donde la suma de comprobación es obligatoria.
Ventajas de UDP –
UDP/IP tiene las siguientes ventajas sobre la pila TCP/IP:
1) Es mejor que TCP para aplicaciones que requieren un flujo constante de datos, datos masivos y que requieren velocidad en lugar de confiabilidad.
2) Para fines de multidifusión y difusión, UDP es más adecuado porque admite el método de transmisión punto a multipunto. El remitente no necesita realizar un seguimiento de la retransmisión de datos a múltiples receptores, a diferencia de TCP/IP, donde el remitente debe encargarse de cada paquete.
3) Hay una pequeña sobrecarga de encabezado de paquete en UDP (solo 8 bytes), mientras que TCP tiene 20 bytes de encabezado.
En el siguiente tutorial, Comunicación cliente-servidor a través del protocolo UDP, se configura un módulo ESP8266 como servidor UDP y una computadora portátil como cliente UDP. El cliente UDP envía algunos datos al servidor y el servidor lo reconoce encendiendo un LED.
