Протокол управления передачей и Протокол дейтаграмм пользователя — это два протокола транспортного уровня, которые широко используются в интернет-протоколе . Протокол — это набор процедур и правил, которым следуют два компьютера, чтобы понимать друг друга и обмениваться данными. Хотя TCP является наиболее часто используемым протоколом из двух, в некоторых ситуациях UDP более полезен.
Общие выводы
-
Гарантирует, что данные поступают как отправленные.
-
Проверка ошибок на потоки данных.
-
20-байтовый заголовок допускает дополнительные 40 байтов данных функции.
-
Медленнее, чем UDP.
-
Лучше всего для приложений, которые требуют надежности.
-
Нет гарантии, что данные поступят.
-
Проверка ошибок не предусмотрена.
-
8-байтовый заголовок допускает только обязательные данные функции.
-
Быстрее, чем TCP.
-
Лучше всего для приложений, которые требуют скорости.
Оба протокола отправляют данные через Интернет в пакетах . Из них TCP ориентирован на соединение. После установления соединения данные перемещаются в двух направлениях. UDP является более простым протоколом без установления соединения.
TCP более устойчив, чем UDP. Обеспечивает функции исправления ошибок и высокую надежность. UDP быстрее, чем TCP, прежде всего потому, что он не обеспечивает исправление ошибок. Кроме того, TCP управляет управлением потоком, тогда как UDP не имеет возможности управления потоком.
Лучшее для надежности: TCP
-
Гарантированная доставка данных.
-
Отслеживает пакеты данных.
-
Проверяет пакеты на наличие ошибок.
-
Управление потоком.
-
Заголовки 20 байтов с возможностью более.
-
Нет гарантии доставки.
-
Пакеты могут быть потеряны.
-
Нет управления потоком.
-
Заголовки ограничены 8 байтами.
TCP гарантирует доставку данных получателю. Если какие-либо данные потеряны, TCP предпринимает шаги для восстановления потерянных данных и отправляет их повторно. Для этого TCP отслеживает пакеты данных и проверяет пакеты на наличие ошибок.
UDP не гарантирует доставку данных. Кроме того, пакеты UDP могут быть потеряны при передаче или стать поврежденными.
Как TCP, так и UDP используют заголовки как часть упаковки данных сообщения для передачи по сетевым соединениям. Поскольку TCP является более надежным из двух протоколов, его заголовок имеет больший размер в 20 байтов с возможностью добавления дополнительных данных, в то время как заголовки UDP ограничены размером 8 байтов.
Лучшее для скорости: UDP
-
Медленно, потому что выполняет много функций.
-
Быстро, потому что предоставляет ограниченные функции.
Хотя протокол TCP надежен, он медленнее UDP, главным образом потому, что он выполняет больше функций. Конечные пользователи, которым требуется максимальная скорость, например геймеры и люди, работающие с видео, получают выгоду от UDP.
Лучший для использования: зависит от использования
-
Лучше всего подходит для Интернета, передачи файлов, электронной почты и безопасной оболочки.
-
Лучше всего подходит для VPN, потокового видео, VoIP, прямых трансляций и онлайн-игр.
Поскольку протокол TCP надежен, он лучше всего подходит в ситуациях, требующих высокой надежности, но не требующих скорости, таких как Интернет, электронная почта и FTP.
Скорость UDP делает его наиболее подходящим для онлайн-игр, прямых трансляций, VPN-туннелирования и потокового видео.
Формат заголовка TCP
Каждый заголовок TCP имеет 10 обязательных полей общим размером 20 байтов (160 бит ). Опционально может включать в себя дополнительное поле данных размером до 40 байт.
8 бит равны 1 байту.
Заголовки TCP отображаются в следующей последовательности, начиная с конечных точек связи источника и назначения:
- Номер исходного TCP-порта (2 байта или 16 бит). Номер исходного TCP-порта представляет отправляющее устройство.
- Номер порта назначения TCP (2 байта или 16 бит): номер порта назначения TCP является конечной точкой связи для принимающего устройства.
- Порядковый номер (4 байта или 32 бита): отправители сообщений используют порядковые номера для обозначения порядка группы сообщений.
- Номер подтверждения (4 байта или 32 бита): и отправители, и получатели используют поле номеров подтверждения для передачи порядковых номеров сообщений, которые были недавно получены или ожидаются для отправки.
- Смещение данных TCP (4 бита): в поле смещения данных хранится общий размер заголовка TCP, кратный четырем байтам. Заголовок, не использующий необязательное поле TCP, имеет смещение данных 5 (представляющее 20 байтов), тогда как заголовок, использующий необязательное поле максимального размера, имеет смещение данных 15 (представляющее 60 байтов).
- Зарезервированные данные (3 бита): зарезервированные данные в заголовках TCP всегда имеют значение ноль. Это поле выравнивает общий размер заголовка, кратный четырем байтам, что важно для эффективности компьютерной обработки данных.
- Управляющие флаги (до 9 бит): TCP использует набор из шести стандартных и трех расширенных управляющих флагов, каждый из которых имеет отдельный бит, представляющий значение «Вкл» или «Выкл», для управления потоком данных в определенных ситуациях.
- Размер окна (2 байта или 16 бит): отправители TCP используют число, называемое размером окна, для регулирования объема данных, которые они отправляют получателю, прежде чем запрашивать подтверждение в ответ. Если размер окна слишком мал, передача данных по сети излишне медленная. Если размер окна слишком велик, сетевая связь может стать насыщенной, или получатель может быть не в состоянии обрабатывать входящие данные достаточно быстро, что приводит к снижению производительности. Встроенные в протокол оконные алгоритмы динамически вычисляют значения размера и используют это поле заголовков TCP для координации изменений между отправителями и получателями.
- Контрольная сумма TCP (2 байта или 16 бит). Значение контрольной суммы внутри заголовка TCP генерируется отправителем протокола в качестве математического метода, помогающего получателю обнаружить сообщения, которые были повреждены или подделаны.
- Срочный указатель (2 байта или 16 бит): поле срочного указателя часто устанавливается на ноль и игнорируется, но в сочетании с одним из контрольных флагов оно может использоваться как смещение данных, чтобы пометить подмножество сообщения как требующее приоритета обработка.
- Дополнительные данные TCP (от 0 до 40 байт). Использование дополнительных данных TCP включает поддержку специальных алгоритмов подтверждения и масштабирования окна.
Формат заголовка UDP
Поскольку возможности UDP ограничены по сравнению с TCP, его заголовки меньше. Заголовок UDP содержит 8 байтов, разделенных на следующие четыре обязательных поля:
- Source UDP port number (2 bytes): The source UDP port number represents the sending device.
- Destination UDP port number (2 bytes): The destination UDP port number is the communication endpoint for the receiving device.
- Length of data (2 bytes): The length field in UDP represents the total size of each datagram, including both header and data. This field ranges in value from a minimum of 8 bytes—the required header size—to sizes above 65,000 bytes.
- UDP checksum (2 bytes): Similar to TCP, a UDP checksum allows receivers to cross-check incoming data for any corrupted bits of the message.
Final Verdict
There’s a reason TCP is the most commonly used protocol. It is robust and reliable, and it guarantees data is received exactly as it was sent. Its error-checked stream of information may slow it down slightly, but in most cases, the delay isn’t a deal-breaker.
The time when UDP shines brighter than TCP is when speed is critically important such as in the streaming of videos, VPNs, or online gaming.