TCP vs UDP: Demystifying the Reliability vs. Efficiency Debate

Ngayon, magsisimula tayo sa pamamagitan ng pagtutok sa TCP. Mas maaga sa kabanata sa layering, binanggit namin ang isang mahalagang punto. Sa layer ng network at sa ibaba, ito ay higit pa tungkol sa mga koneksyon sa host sa host, na nangangahulugang kailangang malaman ng iyong computer kung nasaan ang isa pang computer upang makakonekta dito. Gayunpaman, ang komunikasyon sa isang network ay kadalasang interprocess na komunikasyon sa halip na intermachine na komunikasyon. Samakatuwid, ipinakilala ng TCP protocol ang konsepto ng port. Ang isang port ay maaaring sakupin ng isang proseso lamang, na nagbibigay ng direktang komunikasyon sa pagitan ng mga proseso ng aplikasyon na tumatakbo sa iba't ibang mga host.

Ang gawain ng layer ng transportasyon ay kung paano magbigay ng mga direktang serbisyo sa komunikasyon sa pagitan ng mga proseso ng application na tumatakbo sa iba't ibang mga host, kaya kilala rin ito bilang isang end-to-end na protocol. Itinatago ng transport layer ang mga pangunahing detalye ng network, na nagpapahintulot sa proseso ng aplikasyon na makita na parang may lohikal na end-to-end na channel ng komunikasyon sa pagitan ng dalawang transport layer entity.

Ang TCP ay kumakatawan sa Transmission Control Protocol at kilala bilang isang protocol na nakatuon sa koneksyon. Nangangahulugan ito na bago magsimulang magpadala ng data ang isang application sa isa pa, kailangang makipagkamay ang dalawang proseso. Ang pakikipagkamay ay isang lohikal na konektadong proseso na nagsisiguro ng maaasahang paghahatid at maayos na pagtanggap ng data. Sa panahon ng pakikipagkamay, nagkakaroon ng koneksyon sa pagitan ng source at destination host sa pamamagitan ng pagpapalitan ng serye ng mga control packet at pagsang-ayon sa ilang parameter at panuntunan upang matiyak ang matagumpay na paghahatid ng data.

Ano ang TCP? (Mylinking'sTapikin ang NetworkatBroker ng Network Packetmaaaring magproseso ng parehong TCP o UDP Packet)
Ang TCP (Transmission Control Protocol) ay isang connection oriented, maaasahan, byte-stream based transport layer communication protocol.

Nakatuon sa koneksyon: Ang koneksyon-oriented ay nangangahulugan na ang TCP na komunikasyon ay isa-sa-isa, iyon ay, point-to-point na end-to-end na komunikasyon, hindi katulad ng UDP, na maaaring magpadala ng mga mensahe sa maraming host nang sabay-sabay, kaya hindi makakamit ang isa-sa-maraming komunikasyon.
Maaasahan: Ang pagiging maaasahan ng TCP ay nagsisiguro na ang mga packet ay maihahatid nang maaasahan sa receiver anuman ang mga pagbabago sa link ng network, na ginagawang mas kumplikado ang format ng protocol packet ng TCP kaysa sa UDP.
Byte-stream-based: Ang byte-stream-based na kalikasan ng TCP ay nagbibigay-daan para sa pagpapadala ng mga mensahe ng anumang laki at ginagarantiyahan ang pagkakasunud-sunod ng mensahe: kahit na ang nakaraang mensahe ay hindi pa ganap na natanggap, at kahit na ang mga kasunod na byte ay natanggap, hindi ihahatid ng TCP ang mga ito sa layer ng aplikasyon para sa pagproseso at awtomatikong mag-drop ng mga duplicate na packet.
Kapag nakagawa na ng koneksyon ang host A at host B, kailangan lang gamitin ng application ang virtual na linya ng komunikasyon upang magpadala at tumanggap ng data, kaya tinitiyak ang paghahatid ng data. Ang TCP protocol ay may pananagutan sa pagkontrol sa mga gawain tulad ng pagtatatag ng koneksyon, pagdiskonekta, at paghawak. Dapat tandaan na dito sinasabi namin na ang virtual na linya ay nangangahulugan lamang na magtatag ng isang koneksyon, ang TCP protocol na koneksyon ay nagpapahiwatig lamang na ang dalawang panig ay maaaring magsimula ng paghahatid ng data, at upang matiyak ang pagiging maaasahan ng data. Ang mga routing at transport node ay pinangangasiwaan ng mga network device; ang TCP protocol mismo ay hindi nababahala sa mga detalyeng ito.

Ang koneksyon sa TCP ay isang full-duplex na serbisyo, na nangangahulugan na ang host A at host B ay maaaring magpadala ng data sa parehong direksyon sa isang koneksyon sa TCP. Ibig sabihin, maaaring ilipat ang data sa pagitan ng host A at host B sa isang bidirectional na daloy.

Pansamantalang nag-iimbak ng data ang TCP sa send buffer ng koneksyon. Ang send buffer na ito ay isa sa mga cache na na-set up sa panahon ng three-way handshake. Kasunod nito, ipapadala ng TCP ang data sa send cache sa receive cache ng destination host sa naaangkop na oras. Sa pagsasagawa, ang bawat peer ay magkakaroon ng send cache at receive cache, gaya ng ipinapakita dito:

Ang send buffer ay isang lugar ng memorya na pinapanatili ng pagpapatupad ng TCP sa panig ng nagpadala na ginagamit upang pansamantalang mag-imbak ng data na ipapadala. Kapag ang three-way handshake ay ginawa upang magtatag ng isang koneksyon, ang send cache ay naka-set up at ginagamit upang mag-imbak ng data. Ang send buffer ay dynamic na inaayos ayon sa network congestion at feedback mula sa receiver.

Ang receive buffer ay isang lugar ng memorya na pinananatili ng pagpapatupad ng TCP sa receiving side na ginagamit upang pansamantalang mag-imbak ng natanggap na data. Iniimbak ng TCP ang natanggap na data sa receive cache at naghihintay para sa itaas na application na basahin ito.

Tandaan na ang laki ng pagpapadala ng cache at pagtanggap ng cache ay limitado, kapag ang cache ay puno na, ang TCP ay maaaring magpatibay ng ilang mga diskarte, tulad ng congestion control, flow control, atbp., upang matiyak ang maaasahang paghahatid ng data at katatagan ng network.

Sa mga network ng computer, ang paghahatid ng data sa pagitan ng mga host ay isinasagawa sa pamamagitan ng mga segment. Kaya ano ang isang packet segment?

Lumilikha ang TCP ng TCP segment, o packet segment, sa pamamagitan ng paghahati sa papasok na stream sa mga chunks at pagdaragdag ng TCP header sa bawat chunk. Ang bawat Segment ay maaari lamang ipadala sa loob ng limitadong panahon at hindi maaaring lumampas sa Maximum Segment Size (MSS). Sa pagbaba nito, isang packet segment ang dumadaan sa link layer. Ang link layer ay may Maximum Transmission Unit (MTU), na siyang pinakamataas na laki ng packet na maaaring dumaan sa data link layer. Ang maximum na yunit ng paghahatid ay karaniwang nauugnay sa interface ng komunikasyon.

Kaya ano ang pagkakaiba sa pagitan ng MSS at MTU?

Sa mga network ng computer, ang hierarchical architecture ay napakahalaga dahil isinasaalang-alang nito ang mga pagkakaiba sa pagitan ng iba't ibang antas. Ang bawat layer ay may ibang pangalan; sa layer ng transportasyon, ang data ay tinatawag na isang segment, at sa layer ng network, ang data ay tinatawag na isang IP packet. Samakatuwid, ang Maximum Transmission Unit (MTU) ay maaaring ituring na Maximum IP packet Size na maaaring ipadala ng network layer, habang ang Maximum Segment Size (MSS) ay isang transport layer concept na tumutukoy sa maximum na dami ng data na maaaring ipadala ng TCP packet sa isang pagkakataon.

Tandaan na kapag mas malaki ang Maximum Segment Size (MSS) kaysa sa Maximum Transmission Unit (MTU), isasagawa ang IP fragmentation sa layer ng network, at hindi hahatiin ng TCP ang mas malaking data sa mga segment na angkop para sa laki ng MTU. Magkakaroon ng isang seksyon sa layer ng network na nakatuon sa layer ng IP.