Assessment of the performance of a special User Datagram Protocol: Identifying Packet Loss and Reordering Packets in Keyed UDP Transmissions

Abstract

The User Datagram Protocol (UDP) and other similar protocols send application data from the source to the destination machine inside datagrams, without any type of control on the transmission or success metrics. These protocols are very convenient for real time transmission as the absence of complex control mechanisms tend to make the data transmission adequately fast. In opposition, to sustain the increased functionality and features of the connection-oriented protocol, a set of mechanisms is implemented based on some specific fields of the segment header. These mechanisms result in a significant overhead in terms of the increased number of transmitted packets, which in turn may translate into significant delays, because of the additional number of switching and routing tasks, and eventually, because of more complex communications procedures, such as e.g. transmission window resizing, and of course, acknowledgement and sequence numbers updating. The two extremes of these communication modalities, one that has no control at all, and the other one that allows for full control, have resulted in the creation of an intermediate protocol that allows for a limited degree of knowledge on how successful a transmission was, and even for an eventual reordering of the packets that arrive out of sequence. This dissertation presents simulation results that confirm the efficiency of the new almost-reliable UDP protocol, named Keyed User Datagram Protocol (or KUDP) for transmission of data that includes the ability to identify which packets were lost and to reorder packets that were received out-of-order, and points future tasks to be pursued in this research.O User Datagram Protocol (UDP) e outros protocolos semelhantes enviam dados de aplicativos da máquina de origem para a máquina de destino dentro de datagramas ou pacotes, sem qualquer controle sobre a transmissão ou métricas de sucesso. Esses protocolos são muito convenientes para transmissão em tempo real porque a inexistência de mecanismos complexos de confirmação torna a transmissão de dados muito rápida. Em oposição, para suportar a funcionalidade e os recursos aprimorados de um protocolo orientado à conexão, um conjunto de mecanismos é implementado com base em alguns campos específicos do cabeçalho da unidade protocolar de dados. Esses mecanismos resultam numa sobrecarga significativa em termos de aumento do número de pacotes transmitidos, e isso pode traduzir-se em atrasos significativos, devido ao número adicional de tarefas de comutação, roteamento e, eventualmente, devido a procedimentos de comunicação mais complexos, como por exemplo, redimensionar a janela de transmissão, e claro, atualizar os números de confirmação e a sequência. Os dois extremos dessas modalidades de comunicação, um que não tem controle e outro que permite controle total, resultaram na criação de um protocolo intermediário que permite um grau limitado de conhecimento sobre o sucesso de uma transmissão, e até mesmo para uma eventual reordenação de pacotes que chegam fora de sequência. Esta dissertação apresenta resultados de simulação que confirmam a eficiência do novo protocolo UDP quase confiável, chamado Keyed User Datagram Protocol (ou KUDP) para transmissão de dados que inclui a capacidade de identificar quais pacotes foram perdidos e reordenar os pacotes que foram recebidos na ordem errada apontando tarefas futuras a serem desenvolvidas nesta pesquisa

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