TCP vs. UDP: Entmystifizéierung vun der Debatt iwwer Zouverlässegkeet vs. Effizienz

Haut fänke mir un, andeems mir eis op TCP konzentréieren. Fréier am Kapitel iwwer Layering hu mir e wichtege Punkt erwähnt. Op der Netzwierkschicht a méi drënner geet et méi ëm Host-zu-Host-Verbindungen, dat heescht, Äre Computer muss wëssen, wou en anere Computer ass, fir sech mat him ze verbannen. D'Kommunikatioun an engem Netzwierk ass awer dacks Interprozess-Kommunikatioun anstatt Intermaschinn-Kommunikatioun. Dofir féiert den TCP-Protokoll de Konzept vum Port an. E Port kann nëmme vun engem Prozess besat sinn, wat eng direkt Kommunikatioun tëscht Applikatiounsprozesser erméiglecht, déi op verschiddene Hosten lafen.

D'Aufgab vun der Transportschicht ass et, direkt Kommunikatiounsservicer tëscht Applikatiounsprozesser, déi op verschiddenen Hosten lafen, ze liwweren, dofir ass se och als End-to-End-Protokoll bekannt. D'Transportschicht verstoppt déi zentral Detailer vum Netzwierk, sou datt den Applikatiounsprozess gesäit, wéi wann et e logeschen End-to-End-Kommunikatiounskanal tëscht den zwou Transportschicht-Entitéiten gëtt.

TCP steet fir Transmission Control Protocol a gëtt als Verbindungsorientéiert Protokoll bezeechent. Dëst bedeit, datt ier eng Applikatioun ufänke kann, Daten un déi aner ze schécken, déi zwee Prozesser en Handshake maache mussen. En Handshake ass e logesch verbonnene Prozess, deen eng zouverlässeg Iwwerdroung an uerdentlech Empfang vun Daten garantéiert. Wärend dem Handshake gëtt eng Verbindung tëscht dem Quell- an dem Destinatiounshost etabléiert, andeems eng Serie vu Kontrollpakete ausgetauscht gëtt an op verschidde Parameteren a Reegele vereinbart gëtt, fir eng erfollegräich Dateniwwerdroung ze garantéieren.

Wat ass TCP? (Mylinking'sNetzwierk-TapanNetzwierkpaketbrokerkonnt souwuel TCP- wéi och UDP-Päcketen veraarbechten)
TCP (Transmission Control Protocol) ass e verbindingsorientéiert, zouverléissegt, Byte-Stream-baséiert Transportlaagkommunikatiounsprotokoll.

VerbindungsorientéiertVerbindungsorientéiert bedeit, datt d'TCP-Kommunikatioun een-zu-eent ass, dat heescht Punkt-zu-Punkt End-zu-End-Kommunikatioun, am Géigesaz zu UDP, déi Messagen un verschidde Hosten gläichzäiteg schécke kann, sou datt eng Een-zu-vill-Kommunikatioun net erreecht ka ginn.
ZouverlässegD'Zouverlässegkeet vun TCP garantéiert, datt d'Päcketen zouverlässeg un den Empfänger geliwwert ginn, onofhängeg vun Ännerungen an der Netzwierkverbindung, wat de Protokollpaketformat vun TCP méi komplex mécht wéi dee vun UDP.
Byte-Stream-baséiertDen Byte-Stream-baséierten Charakter vum TCP erlaabt d'Iwwerdroe vu Messagen vun all Gréisst a garantéiert d'Reiefolleg vun de Messagen: och wann déi viregt Message net komplett empfaange gouf, an och wann déi folgend Bytes empfaange goufen, liwwert TCP se net un d'Applikatiounsschicht fir d'Veraarbechtung a läscht automatesch duplizéiert Päck.
Soubal den Host A an den Host B eng Verbindung opgebaut hunn, brauch d'Applikatioun nëmmen déi virtuell Kommunikatiounslinn ze benotzen fir Daten ze schécken an ze empfänken, an doduerch d'Dateniwwerdroung ze garantéieren. Den TCP-Protokoll ass verantwortlech fir d'Kontroll vun Aufgaben wéi d'Opstelle, d'Trennung an d'Halen vun enger Verbindung. Et sollt een drop hiweisen, datt mir hei soen, datt déi virtuell Linn nëmmen bedeit, eng Verbindung opzebauen, d'TCP-Protokollverbindung weist nëmmen un, datt déi zwou Säiten d'Dateniwwerdroung ufänke kënnen, an d'Zouverlässegkeet vun den Daten ze garantéieren. D'Routing- an d'Transportknuet gi vun den Netzwierkapparater ofgewickelt; den TCP-Protokoll selwer këmmert sech net ëm dës Detailer.

Eng TCP-Verbindung ass e Full-Duplex-Service, dat heescht, datt den Host A an den Host B Daten an zwou Richtungen an enger TCP-Verbindung iwwerdroe kënnen. Dat heescht, datt Daten tëscht dem Host A an dem Host B bidirektional transferéiert kënne ginn.

TCP späichert temporär Daten am Send-Puffer vun der Verbindung. Dëse Send-Puffer ass ee vun de Caches, déi während dem Dräi-Weeër-Handshake opgeriicht ginn. Duerno schéckt TCP d'Donnéeën am Send-Cache zum passenden Zäitpunkt un den Empfangs-Cache vum Destinatiounshost. An der Praxis huet all Peer e Send-Cache an e Empfangs-Cache, wéi hei gewisen:

De Send-Puffer ass e Speicherberäich, deen vun der TCP-Implementatioun op der Sendersäit ënnerhale gëtt a benotzt gëtt fir temporär Daten ze späicheren, déi geschéckt solle ginn. Wann den Dräi-Weeër-Handshake duerchgefouert gëtt fir eng Verbindung opzebauen, gëtt de Send-Cache ageriicht a benotzt fir Daten ze späicheren. De Send-Puffer gëtt dynamesch ugepasst un d'Netzwierkstauung an d'Feedback vum Empfänger.

E Receiving-Puffer ass e Speicherberäich, deen vun der TCP-Implementatioun op der Empfangssäit ënnerhale gëtt a benotzt gëtt fir temporär empfaangen Donnéeën ze späicheren. TCP späichert déi empfaangen Donnéeën am Receiving-Cache a waart bis déi iewescht Applikatioun se liest.

Et ass wichteg ze bemierken, datt d'Gréisst vum Send- a Receiving-Cache limitéiert ass. Wann de Cache voll ass, kann TCP verschidde Strategien uwenden, wéi z. B. Stauungskontroll, Flowkontroll, asw., fir eng zouverlässeg Dateniwwerdroung an Netzwierkstabilitéit ze garantéieren.

A Computernetzwierker gëtt d'Dateniwwerdroung tëscht Hosten iwwer Segmenter duerchgefouert. Wat ass also e Paketsegment?

TCP erstellt en TCP-Segment, oder Paketsegment, andeems den ukommende Stroum a Stécker opgedeelt gëtt an zu all Stéck TCP-Header bäigefüügt ginn. All Segment kann nëmme fir eng limitéiert Zäit iwwerdroe ginn a kann d'Maximal Segment Size (MSS) net iwwerschreiden. Op sengem Wee erof geet e Paketsegment duerch d'Link-Schicht. D'Link-Schicht huet eng Maximum Transmission Unit (MTU), déi déi maximal Paketgréisst ass, déi duerch d'Datenlink-Schicht passéiere kann. Déi maximal Transmissiounseenheet hänkt normalerweis mat der Kommunikatiounsinterface zesummen.

Also, wat ass den Ënnerscheed tëscht MSS an MTU?

A Computernetzwierker ass déi hierarchesch Architektur ganz wichteg, well se d'Ënnerscheeder tëscht de verschiddene Niveauen berécksiichtegt. All Schicht huet en aneren Numm; an der Transportschicht ginn d'Donnéeën e Segment genannt, an an der Netzwierkschicht ginn d'Donnéeën en IP-Paket genannt. Dofir kann d'Maximal Transmission Unit (MTU) als déi maximal IP-Paketgréisst ugesi ginn, déi vun der Netzwierkschicht iwwerdroe ka ginn, während d'Maximal Segment Size (MSS) e Konzept vun der Transportschicht ass, dat sech op déi maximal Quantitéit un Daten bezitt, déi gläichzäiteg vun engem TCP-Paket iwwerdroe ka ginn.

Et ass wichteg ze bemierken, datt wann d'Maximal Segment Size (MSS) méi grouss ass wéi d'Maximal Transmission Unit (MTU), d'IP-Fragmentéierung um Netzwierkschicht duerchgefouert gëtt, an TCP spléckt déi gréisser Daten net a Segmenter op, déi fir d'MTU-Gréisst gëeegent sinn. Et gëtt eng Sektioun um Netzwierkschicht, déi der IP-Schicht gewidmet ass.