TCP vs UDP: demystifikácia spoľahlivosti vs. debata o efektívnosti

Dnes začneme zameraním sa na TCP. Skôr v kapitole o vrstvení sme spomenuli dôležitý bod. V sieťovej vrstve a nižšie je to viac o hostiteľských pripojeniach, čo znamená, že váš počítač musí vedieť, kde je iný počítač, aby sa k nemu pripojil. Komunikácia v sieti je však často skôr medziprocesná komunikácia ako medzimachínová komunikácia. Protokol TCP preto zavádza koncept portu. Port môže byť obsadený iba jedným procesom, ktorý poskytuje priamu komunikáciu medzi procesmi aplikácií bežiacich na rôznych hostiteľoch.

Úlohou transportnej vrstvy je, ako poskytovať priame komunikačné služby medzi aplikačnými procesmi bežiacimi na rôznych hostiteľoch, takže je známa aj ako protokol o konci-end. Transportná vrstva skrýva základné detaily siete, čo umožňuje procesu aplikácie vidieť, akoby medzi týmito dvoma entitami transportnej vrstvy existoval logický komunikačný kanál end-to-end.

TCP znamená protokol prenosu prenosu a je známy ako protokol zameraný na pripojenie. To znamená, že predtým, ako jedna aplikácia môže začať odosielať údaje druhému, tieto dva procesy musia urobiť handshake. Handshake je logicky pripojený proces, ktorý zaisťuje spoľahlivý prenos a usporiadaný príjem údajov. Počas handshake sa vytvorí spojenie medzi zdrojovými a cieľovými hostiteľmi výmenou série ovládacích paketov a súhlasom s niektorými parametrami a pravidlami s cieľom zabezpečiť úspešný prenos údajov.

Čo je TCP? (MyLinkingSieteaSprostredkovateľ sieteMohol by spracovať pakety TCP alebo UDP)
TCP (Protokol prenosu prenosu) je komunikačný protokol transportnej vrstvy založený na prenose orientovaných na pripojenie, spoľahlivý, protokol pre transportovú vrstvu prenosu bajtov.

Orientovaný: Orientované na pripojenie znamená, že komunikácia TCP je individuálne, to znamená, že komunikácia s bodom-to-do konca, na rozdiel od UDP, ktorá môže posielať správy viacerým hostiteľom súčasne, takže komunikácia s jednotlivými človekom nie je možné dosiahnuť.
Spoľahlivý: Spoľahlivosť TCP zaisťuje, že pakety sa spoľahlivo dodávajú do prijímača bez ohľadu na zmeny v sietí, vďaka čomu je formát paketov protokolu TCP zložitejším ako u UDP.
Bajtový stream: Povaha TCP založená na bajte umožňuje prenos správ akejkoľvek veľkosti a zaručuje poradie správ: Aj keď predchádzajúca správa nebola úplne prijatá, a aj keď boli prijaté nasledujúce bajty, TCP ich nedodá do aplikačnej vrstvy na spracovanie a automaticky upustí duplicitné pakety.
Akonáhle hostiteľ A a hostiteľ B nadviazal spojenie, aplikácia musí použiť iba virtuálnu komunikačnú linku na odosielanie a prijímanie údajov, čím sa zabezpečí prenos údajov. Protokol TCP je zodpovedný za riadenie úloh, ako je vytvorenie pripojenia, odpojenie a držanie. Malo by sa poznamenať, že tu hovoríme, že virtuálne riadky znamená iba vytvorenie pripojenia, spojenie protokolu TCP iba ​​naznačuje, že obe strany môžu začať prenos údajov a zabezpečiť spoľahlivosť údajov. Smerové a transportné uzly riešia sieťové zariadenia; Samotný protokol TCP sa o tieto podrobnosti nezaujíma.

Pripojenie TCP je služba s plným duplexom, čo znamená, že hostiteľ A a hostiteľ B môže prenášať údaje v oboch smeroch v pripojení TCP. To znamená, že údaje sa môžu prenášať medzi hostiteľom A a hostiteľom B v obojsmernom toku.

TCP dočasne ukladá údaje do vyrovnávacej pamäte Send Connection. Táto vyrovnávacia pamäť odoslania je jedným z vyrovnávacích pamätí nastavených počas trojstranného podania ruky. Následne spoločnosť TCP pošle údaje v vyrovnávacej pamäti Send do vyrovnávacej pamäte prijímania cieľového hostiteľa vo vhodnom čase. V praxi bude mať každý partner odoslať vyrovnávaciu pamäť a vyrovnávaciu pamäť, ako je to znázornené tu:

Buffer Send je oblasť pamäte udržiavaná implementáciou TCP na strane odosielateľa, ktorá sa používa na dočasné ukladanie údajov, ktoré sa majú odosielať. Keď sa vykonáva trojsmerné podanie ruky na vytvorenie pripojenia, vyrovnávacia pamäť Send je nastavená a použitá na ukladanie údajov. Roztoková pamäť Send je dynamicky upravená podľa preťaženia siete a spätnej väzby od prijímača.

Prijímacia vyrovnávacia pamäť je oblasť pamäte udržiavaná implementáciou TCP na strane prijímania, ktorá sa používa na dočasné ukladanie prijatých údajov. TCP ukladá prijaté údaje do vyrovnávacej pamäte prijímania a čaká na ich prečítanie hornej aplikácie.

Upozorňujeme, že veľkosť vyrovnávacej pamäte Sendova a prijímacej vyrovnávacej pamäte je obmedzená, keď je vyrovnávacia pamäť plná, TCP môže prijať niektoré stratégie, ako je napríklad riadenie preťaženia, riadenie toku atď., Aby sa zabezpečilo spoľahlivý prenos údajov a stabilitu siete.

V počítačových sieťach sa prenos údajov medzi hostiteľmi vykonáva pomocou segmentov. Čo je to teda segment paketov?

TCP vytvára segment TCP alebo segment paketov rozdelením prichádzajúceho prúdu na kúsky a pridaním hlavičiek TCP do každého kusu. Každý segment sa môže vysielať iba na obmedzený čas a nemôže prekročiť maximálnu veľkosť segmentu (MSS). Na ceste dole prechádza segment paketov vrstvou spojenia. Vrstva prepojenia má maximálnu prenosovú jednotku (MTU), čo je maximálna veľkosť paketov, ktorá môže prejsť vrstvou dátového prepojenia. Maximálna prenosová jednotka zvyčajne súvisí s komunikačným rozhraním.

Aký je rozdiel medzi MSS a MTU?

V počítačových sieťach je hierarchická architektúra veľmi dôležitá, pretože zohľadňuje rozdiely medzi rôznymi úrovňami. Každá vrstva má iné meno; V transportnej vrstve sa údaje nazývajú segment a v sieťovej vrstve sa údaje nazývajú paket IP. Preto sa maximálna prenosová jednotka (MTU) môže považovať za maximálnu veľkosť paketov IP, ktorú je možné prenášať sieťovou vrstvou, zatiaľ čo maximálna veľkosť segmentu (MSS) je koncept transportnej vrstvy, ktorá sa týka maximálneho množstva údajov, ktoré sa dá vysielať pomocou paketu TCP súčasne.

Všimnite si, že keď je maximálna veľkosť segmentu (MSS) väčšia ako maximálna prenosová jednotka (MTU), fragmentácia IP sa uskutoční v sieťovej vrstve a TCP nerozdelí väčšie údaje na segmenty vhodné pre veľkosť MTU. V sieťovej vrstve bude venovaná časť IP vrstvy.