TCP проти UDP: демістифікація надійності та дебати про ефективність

Сьогодні ми почнемо з зосередження уваги на TCP. Раніше в розділі про шарування ми згадували важливий момент. На мережевому шарі і нижче, мова йде більше про хост для хостів, а це означає, що ваш комп'ютер повинен знати, де інший комп'ютер для того, щоб підключитися до нього. Однак комунікація в мережі часто - це міжпроцеська комунікація, а не міжмахінська комунікація. Тому протокол TCP вводить концепцію порту. Порт може бути зайнятий лише одним процесом, який забезпечує пряме зв'язок між процесами додатків, що працюють на різних хостах.

Завдання транспортного шару полягає в тому, як надати послуги прямого зв'язку між процесами додатків, що працюють на різних хостах, тому він також відомий як протокол кінця до кінця. Транспортний шар приховує основні деталі мережі, що дозволяє процесу подання заявки бачити так, ніби між двома об'єктами транспортного шару є логічний канал зв'язку.

TCP означає протокол управління передачею і відомий як протокол, орієнтований на з'єднання. Це означає, що перед тим, як одна програма може почати надсилати дані іншому, два процеси повинні робити рукостискання. Рукостискання - це логічно підключений процес, який забезпечує надійну передачу та впорядкований прийом даних. Під час рукостискання встановлюється з'єднання між джерелами та хостами призначення шляхом обміну низкою пакетів управління та узгоджуючи деякі параметри та правила для забезпечення успішної передачі даних.

Що таке TCP? (MyLinking'sМережевий краніБрокер мережевого пакетуможе обробити як TCP, так і UDP -пакети)
TCP (протокол управління передачею)-це орієнтоване на з'єднання, надійне, протокол зв'язку транспортного шару на основі байтів.

Орієнтований на з'єднання: Орієнтоване на з'єднання означає, що зв'язок TCP є одним до одного, тобто зв'язком з точкою до кінця до кінця, на відміну від UDP, яка може одночасно надсилати повідомлення декільком хостам, тому зв'язок один на багато не може бути досягнуто.
Надійний: Надійність TCP гарантує, що пакети надійно доставляються до приймача незалежно від зміни мережевого посилання, що робить формат пакетів протоколу TCP більш складним, ніж у UDP.
На основі байтів: Природа TCP на основі байтів дозволяє передавати повідомлення будь-якого розміру та гарантій порядок повідомлень: Навіть якщо попереднє повідомлення не було повністю отримано, і навіть якщо наступні байти були отримані, TCP не доставить їх до рівня програми для обробки та автоматично опускає дублікатів.
Після того, як хост A і хост B встановить з'єднання, додаток повинен лише використовувати лінію віртуального зв'язку для надсилання та отримання даних, таким чином забезпечуючи передачу даних. Протокол TCP несе відповідальність за контроль, такі як встановлення з'єднання, відключення та утримання. Слід зазначити, що тут ми говоримо, що віртуальна лінія означає лише встановити з'єднання, з'єднання протоколу TCP лише вказує на те, що дві сторони можуть запустити передачу даних та забезпечити надійність даних. Мережеві пристрої обробляють вузли маршрутизації та транспорту; Сам протокол TCP не стосується цих деталей.

З'єднання TCP-це повна дуплексна послуга, що означає, що хост A і хост B може передавати дані в обох напрямках у з'єднанні TCP. Тобто, дані можуть бути передані між хостом A і хостом В у двонаправленому потоці.

TCP тимчасово зберігає дані в буфері відправки з'єднання. Цей буфер надсилання-один із кешів, встановлених під час тристороннього рукостискання. Згодом TCP надішле дані в кеші надсилання на кеш -кеш хоста призначення у відповідний час. На практиці кожен одноранговий матиме кеш -надсилання та кеш прийому, як показано тут:

Буфер відправки - це область пам'яті, що підтримується реалізацією TCP на стороні відправника, яка використовується для тимчасового зберігання даних, які потрібно надіслати. Коли тристороннє рукостискання виконується для встановлення з'єднання, кеш-надсилання встановлюється та використовується для зберігання даних. Буфер відправки динамічно коригується відповідно до перевантаженості мережі та зворотного зв'язку з приймачем.

Буфер прийому - це область пам’яті, що підтримується впровадженням TCP з боку прийому, яка використовується для тимчасового зберігання отриманих даних. TCP зберігає отримані дані в кеші прийому і чекає, коли верхня програма прочитала їх.

Зауважте, що розмір кешу надсилання та отримання кешу обмежений, коли кеш повноцінний, TCP може прийняти деякі стратегії, такі як контроль заторів, контроль потоку тощо, щоб забезпечити надійну передачу даних та стабільність мережі.

У комп'ютерних мережах передача даних між хостами здійснюється за допомогою сегментів. То що таке сегмент пакетів?

TCP створює сегмент TCP або сегмент пакетів, розділивши вхідний потік на шматки та додавання заголовків TCP до кожного шматка. Кожен сегмент може передаватися лише протягом обмеженого часу і не може перевищувати максимального розміру сегмента (MSS). На шляху вниз сегмент пакетів проходить через шар ланку. Шар посилань має максимальний блок передачі (MTU), який є максимальним розміром пакету, який може проходити через шар посилання даних. Максимальний блок передачі зазвичай пов'язаний з інтерфейсом зв'язку.

То яка різниця між MSS та MTU?

У комп'ютерних мережах ієрархічна архітектура дуже важлива, оскільки вона враховує відмінності між різними рівнями. Кожен шар має різну назву; У транспортному шарі дані називаються сегментом, а в мережевому рівні дані називаються IP -пакетом. Тому максимальний блок передачі (MTU) можна вважати максимальним розміром пакетів IP, який може передаватися мережевим рівнем, тоді як максимальний розмір сегмента (MSS) - це концепція транспортного шару, яка стосується максимальної кількості даних, які можуть передавати пакет TCP за час.

Зауважте, що коли максимальний розмір сегмента (MSS) більший за максимальний блок передачі (MTU), фрагментація IP буде виконана на мережевому шарі, а TCP не розділить більші дані на сегменти, придатні для розміру MTU. Буде розділ про мережевий шар, присвячений IP -шару.