какие две характеристики являются общими для tcp и udp
ИТ База знаний
Полезно
— Онлайн генератор устойчивых паролей
— Онлайн калькулятор подсетей
— Руководство администратора FreePBX на русском языке
— Руководство администратора Cisco UCM/CME на русском языке
— Руководство администратора по Linux/Unix
Навигация
Серверные решения
Телефония
FreePBX и Asterisk
Настройка программных телефонов
Корпоративные сети
Протоколы и стандарты
TCP и UDP – в чем разница?
Напомним немного про OSI
Современный мир немыслим без средств связи. Десятки миллионов устройств по всему миру связываются посредством компьютерных сетей. И каждая компьютерная сеть организована по определенным стандартам. Любые устройства взаимодействуют по общепринятой модели OSI, или Базовой Эталонной Модели Взаимодействия Открытых Систем. Данная модель определяет взаимодействие различных сетевых устройств на семи уровнях – Media (к ним относятся физический, канальный и сетевой) и Host – (транспортный, сеансовый, представления и прикладной). В данной статье мы рассмотрим два самых распространенных сетевых протокола транспортного уровня – TCP и UDP, примеры их применения, а также сравним их характеристики.
Онлайн курс по Кибербезопасности
Изучи хакерский майндсет и научись защищать свою инфраструктуру! Самые важные и актуальные знания, которые помогут не только войти в ИБ, но и понять реальное положение дел в индустрии
Видео: TCP и UDP | что это такое и в чем разница?
В чем же разница TCP и UDP?
Вообще, протоколы транспортного уровня широко применяются в современных сетях. Именно они позволяют гарантировать доставку сообщения до адресата, а также сохраняют правильную последовательность передачи данных. При этом протоколы имеют ряд различий, что позволяет использовать их профильно, для решения своих задач каждый.
Протокол TCP (Transmission Control Protocol) – это сетевой протокол, который «заточен» под соединение. Иными словами, прежде, чем начать обмен данными, данному протоколу требуется установить соединение между двумя хостами. Данный протокол имеет высокую надежность, поскольку позволяет не терять данные при передаче, запрашивает подтверждения о получении от принимающей стороны и в случае необходимости отправляет данные повторно. При этом отправляемые пакеты данных сохраняют порядок отправки, то есть можно сказать, что передача данных упорядочена. Минусом данного протокола является относительно низкая скорость передачи данных, за счет того что выполнение надежной и упорядоченной передачи занимает больше времени, чем в альтернативном протоколе UDP.
Протокол UDP (User Datagram Protocol), в свою очередь, более прост. Для передачи данных ему не обязательно устанавливать соединение между отправителем и получателем. Информация передается без предварительной проверки готовности принимающей стороны. Это делает протокол менее надежным – при передаче некоторые фрагменты данных могут теряться. Кроме того, упорядоченность данных не соблюдается – возможен непоследовательный прием данных получателем. Зато скорость передачи данных по данному транспортному протоколу будет более высокой.
Заключение и наглядное сравнение
Приведем несколько основных пунктов:
Онлайн курс по Кибербезопасности
Изучи хакерский майндсет и научись защищать свою инфраструктуру! Самые важные и актуальные знания, которые помогут не только войти в ИБ, но и понять реальное положение дел в индустрии
Обмен данными между устройствами, подключенными к всемирной паутине, осуществляется с помощью набора протоколов TCP/IP. Этот стек использует разный перечень протоколов, включая UDP и TCP. Специалисты, ответственные за разработку и наладку частных/корпоративных сетей, досконально понимают разницу между ними, но с точки зрения простого пользователя назначение этих протоколов, а также разница между ними, вызывает целый ряд вопросов.
Протоколы UDP и TCP – в чем разница?
Несмотря на то, что протоколы UDP и TCP ориентированы на выполнение одной задачи – передачу данных, между ними существует ряд принципиальных отличий.
Что такое TCP?
TCP-протокол – это виртуальный канал, сформированный между двумя или более узлами. Его работоспособность становится возможной, если заранее установить соединение – в противном случае передача информационных пакетов будет невозможной. С помощью протокола TCP реализуется надежная передача большого объема данных к разнообразным пользовательским устройствам.
Чтобы обеспечить надежное соединение, протокол TCP предусматривает трехэтапный запуск сеанса связи. Клиент и сервер должны передавать значения ISN и порта. Еще одна отличительная особенность протокола TCP заключается в использовании контрольной суммы, с помощью которой система проверяет, правильно ли передана информация конечному пользователю.
Приложения для TCP
Протокол TCP используют следующие приложения:
Из этого следует, что протокол TCP пользуется популярностью среди приложений, работающих с массивом данных, разрыв которых нужно полностью исключить. Программы для загрузки файлов, отправки сообщений – это лишь малая часть программного обеспечения, построенного на базе протокола TCP.
UDP протокол — что это такое?
В рамках протокола UDP данные передаются между узлами с помощью специальных пакетов данных, не требующих проверки. При этом гарантии их получения не требуется. Данная технология не предусматривает удаление дубликатов пакетов, мониторинг и контроль их текущего расположения.
С одной стороны, специалисты в области компьютерных сетей вполне заслуженно считают UDP ненадежным протоколом. С другой, это не просто важное, а незаменимое решение для приложений, работающих в режиме реального времени, интернет-телевидения, технологии VOIP, игр по сети и так далее. Благодаря возможностям протокола UDP пропадает необходимость проводить первичную проверку соединения, соблюдения целостности и порядка структуры данных. Если какая-либо датаграмма (пакет без проверки) потеряется, происходит ее автоматический сброс. Это положительно сказывается на скорости передачи данных через сеть интернет.
Приложения для UDP
Протокол UDP незаменим для приложений, с помощью которых происходит передача мультимедийной информации, включая интернет-телевидение, интернет-телефонию и так далее. Некоторое количество данных все же может быть потеряно, но это будет сложно заметить на практике. Яркий пример – изменение качества видеоряда и звука в худшую сторону. Вот почему популярные специализированные программы заранее предлагают своим пользователям выбрать оптимальное разрешение.
Применение TCP
Из сказанного выше следует, что TCP – это протокол повышенной сложности, работа которого сопровождается большими тратами времени. Причиной этого является механизм синхронизации между узлами. При этом основное преимущество данного протокола заключается в гарантии доставки пакетов, благодаря чему эта функциональность не включается в структуру прикладного протокола.
Кроме того, применение протокола TCP является гарантией надежности доставки. В случае некорректной отправки сообщения пользователь всегда получит соответствующее уведомление в виде окна с информацией о возникшей ошибке.
Применение UDP
UDP, в свою очередь, является протоколом, обладающим высокой скоростью передачи данных. Все дело в том, что в его основу заложен минималистичный механизм, без которого не обходится ни одна передача данных. Естественно, для него характерен целый ряд недостатков. Поступление передаваемых данных происходит в хаотичном порядке – не факт, что первый пакет из общего списка не окажется последним.
Гарантии доставки передаваемой информации нет, поэтому не исключено, что в ответ пользователь получит один пакет в виде двух копий. Возникновение подобной ситуации возможно в том случае, если один адрес для отправки сопровождается двумя разными маршрутами.
Выводы
UDP – протокол, который обеспечивает высокую скорость отправки пакетов данных, но без гарантии их доставки. Если для конечного пользователя важна надежность доставки с сохранением порядка отправки данных, придется переходить на использование протокола TCP. Применение протокола UDP актуально, если проводится групповая и широковещательная передача данных. Вот почему он пользуется большой популярностью в области потокового интернет-видео, а также в игровой индустрии.
Пожалуйста, оставляйте свои мнения по текущей теме материала. Мы очень благодарим вас за ваши комментарии, дизлайки, отклики, подписки, лайки!
Пожалуйста, опубликуйте ваши комментарии по текущей теме статьи. За комментарии, подписки, дизлайки, отклики, лайки огромное вам спасибо!
Протоколы TCP и UDP
TCP— Transmission Control Protocol
Обмен данными, ориентированный на соединения, может использовать надежную связь, для обеспечения которой протокол уровня 4 посылает подтверждения о получении данных и запрашивает повторную передачу, если данные не получены или искажены. Протокол TCP использует именно такую надежную связь. TCP используется в таких прикладных протоколах, как HTTP, FTP, SMTP и Telnet.
Протокол TCP требует, чтобы перед отправкой сообщения было открыто соединение. Серверное приложение должно выполнить так называемое пассивное открытие (passive open), чтобы создать соединение с известным номером порта, и, вместо того чтобы отправлять вызов в сеть, сервер переходит в ожидание поступления входящих запросов. Клиентское приложение должно выполнить активное открытие (active open), отправив серверному приложению синхронизирующий порядковый номер (SYN), идентифицирующий соединение. Клиентское приложение может использовать динамический номер порта в качестве локального порта.
Сервер должен отправить клиенту подтверждение (ACK) вместе с порядковым номером (SYN) сервера. В свою очередь клиент отвечает АСК, и соединение устанавливается.
После этого может начаться процесс отправки и получения сообщений. При получении сообщения в ответ всегда отправляется сообщение АСК. Если до получения АСК отправителем истекает тайм-аут, сообщение помещается в очередь на повторную передачу.
Поля заголовка TCP перечислены в следующей таблице:
| Поле | Длина | Описание |
|---|---|---|
| Порт источника | 2 байта | Номер порта источника |
| Порт назначения | 2 байта | Номер порта назначения |
| Последовательный номер | 4 байта | Последовательный номер генерируется источником и используется назначением, чтобы переупорядочить пакеты для создания исходного сообщения и отправить подтверждение источнику. |
| Номер подтверждения | 4 байта | Если установлен бит АСК поля «Управление», в данном поле содержится следующий ожидаемый последовательный номер. |
| Смещение данных | 4 бита | Информация о начале пакета данных. |
| Резерв | 6 битов | Резервируются для будущего использования. |
| Управление | 6 битов | Биты управления содержат флаги, указывающие, верны ли поля подтверждения (АСК), указателя срочности (URG), следует ли сбрасывать соединение (RST), послан ли синхронизирующий последовательный номер (SYN) и т. д. |
| Размер окна | 2 байта | В этом поле указывается размер приемного буфера. Используя подтверждающие сообщения, получатель может информировать отправителя о максимальном размере данных, которые тот может отправить. |
| Контрольная сумма | 2 байта | Контрольная сумма заголовка и данных; по ней определяется, был ли искажен пакет. |
| Указатель срочности | 2 байта | В этом поле целевое устройство получает информацию о срочности данных. |
| Опции | переменная | Необязательные значения, которые указываются при необходимости. |
| Дополнение | переменная | В поле дополнения добавляется столько нулей, чтобы заголовок заканчивался на 32-битной границе. |
TCP — это сложный, требующий больших затрат времени протокол, что объясняется его механизмом установления соединения, но он берет на себя заботу о гарантированной доставке пакетов, избавляя нас от необходимости включать эту функциональную возможность в прикладной протокол.
Протокол TCP имеет встроенную возможность надежной доставки. Если сообщение не отправлено корректно, мы получим сообщение об ошибке. Протокол TCP определен в RFC 793.
UDP — User Datagram Protocol
В отличие от TCP UDP — очень быстрый протокол, поскольку в нем определен самый минимальный механизм, необходимый для передачи данных. Конечно, он имеет некоторые недостатки. Сообщения поступают в любом порядке, и то, которое отправлено первым, может быть получено последним. Доставка сообщений UDP вовсе не гарантируется, сообщение может потеряться, и могут быть получены две копии одного и того же сообщения. Последний случай возникает, если для отправки сообщений в один адрес использовать два разных маршрута.
UDP не требует открывать соединение, и данные могут быть отправлены сразу же, как только они подготовлены. UDP не отправляет подтверждающие сообщения, поэтому данные могут быть получены или потеряны. Если при использовании UDP требуется надежная передача данных, ее следует реализовать в протоколе более высокого уровня.
Так в чем же преимущества UDP, зачем может понадобиться такой ненадежный протокол? Чтобы понять причину использования UDP, нужно различать однонаправленную передачу, широковещательную передачу и групповую рассылку.
Однонаправленное (unicast) сообщение отправляется из одного узла только в один другой узел. Это также называется связью «точка-точка». Протокол TCP поддерживает лишь однонаправленную связь. Если серверу нужно с помощью TCP взаимодействовать с несколькими клиентами, каждый клиент должен установить соединение, поскольку сообщения могут отправляться только одиночным узлам.
UDP может использоваться для однонаправленной связи, если требуется быстрая передача, например для доставки мультимедийных данных, но главные преимущества UDP касаются широковещательной передачи и групповой рассылки.
Обычно, когда мы отправляем широковещательные или групповые сообщения, не нужно получать подтверждения из каждого узла, поскольку тогда сервер будет наводнен подтверждениями, а загрузка сети возрастет слишком сильно. Примером широковещательной передачи является служба времени. Сервер времени отправляет широковещательное сообщение, содержащее текущее время, и любой хост, если пожелает, может синхронизировать свое время с временем из широковещательного сообщения.
Заголовок UDP гораздо короче и проще заголовка TCP:
| Поле | Длина | Описание |
|---|---|---|
| Порт источника | 2 байта | Указание порта источника для UDP необязательно. Если это поле используется, получатель может отправить ответ этому порту. |
| Порт назначения | 2 байта | Номер порта назначения |
| Длина | 2 байта | Длина сообщения, включая заголовок и данные. |
| Контрольная сумма | 2 байта | Контрольная сумма заголовка и данных для проверки |
UDP — это быстрый протокол, не гарантирующий доставки. Если требуется поддержание порядка сообщений и надежная доставка, нужно использовать TCP. UDP главным образом предназначен для широковещательной и групповой передачи. Протокол UDP определен в RFC 786.
TCP против UDP: особенности, использование и отличия
Протокол TCP: что это и как работает?
Освободи Себя TCP (протокол управления передачей) Протокол является одним из основных протоколов в Интернете, он позволяет приложениям взаимодействовать с гарантиями независимо от нижних уровней модели TCP / IP. Это означает, что маршрутизаторы (сетевой уровень в модели TCP / IP) должны только отправлять сегменты (единицы измерения в TCP), не беспокоясь о том, будут ли эти данные поступать правильно. TCP поддерживает несколько протоколов уровня приложений такие как HTTP (Интернет), HTTPS (защищенный Интернет), POP3 (входящая почта) и SMTP (исходящая почта), а также их безопасные версии с использованием TLS. TCP также используется в таких важных протоколах, как FTP, FTPES и SFTP для передачи файлов из источника в место назначения, и даже протокол SSH для локального и удаленного безопасного управления компьютерами использует протокол TCP.
основные черты
Поскольку TCP обслуживает большое количество протоколов прикладного уровня, он важно, чтобы данные (сегменты) доходили до получателя правильно без ошибок и по порядку. Если при передаче сегментов они повреждены или утеряны, автоматически TCP протокол начинается ретрансляция без вмешательства прикладного уровня. Таким образом, гарантируется, что данные достигают получателя без ошибок, так как этот протокол отвечает за решение любого типа проблемы.
TCP имеет сложный механизм контроля ошибок используется техника скользящего окна, чтобы все сегменты приходили правильно. Эта функция использует различные методы для обнаружения возможных ошибок:
Конечно, если TCP обнаружит ошибку, он автоматически начнет повторную передачу, при этом прикладному уровню вообще не придется ничего делать.
Протокол TCP позволяет управление потоком то есть он способен смягчить возможное насыщение сети или удаленного хоста. Если устройство передает данные со скоростью 500 Мбит / с, а устройство-адресат может получать информацию только со скоростью 100 Мбит / с, протокол TCP динамически адаптируется. Таким образом, протокол TCP всегда будет пытаться максимизировать доступную пропускную способность между источником и назначением. Работа этого скользящего окна сложна, но в основном он работает в том, что у получателя есть доступное окно TCP с количеством байтов, которые могут быть сохранены в буфере, отправитель может отправлять данные до тех пор, пока это количество не будет заполнено. Для того чтобы отправитель отправил больше данных, получателю необходимо отправить ACK, указывающий, что все правильно и что он продолжает «загружать» его на прикладной уровень.
Чтобы избежать перегрузки и того, что мы можем сжать максимальную доступную полосу пропускания между отправителем и пунктом назначения, существует всего три этапа. медленный старт Фаза (медленный старт) отвечает за экспоненциальный рост (поэтому его нельзя считать медленным стартом) окна перегрузки, затем перегрузки уклонение фаза, которая отвечает за линейное увеличение окна заторов, и, наконец, постоянная фаза где окно приема такое же, как окно перегрузки.
TCP в настоящее время имеет различные алгоритмы для эффективного управления перегрузкой, первыми были TCP Tahoe и Reno, хотя у нас также есть другие, такие как TCP Vegas, но с годами, благодаря новым сетям передачи данных TCP / IP, у них появились другие алгоритмы, которые более эффективным. Например, у нас есть TCP BRR что позволяет нам отправлять информацию как можно быстрее, поскольку он намного эффективнее исходного протокола TCP (у нас будет большая скорость). У нас также есть TCP Cubic, который является средством контроля перегрузки, используемым Linux и операционные системы Unix.
Установление соединения между клиентом и сервером и отключение в TCP
Основной характеристикой протокола TCP является то, что это протокол, ориентированный на соединение Чтобы установить соединение между клиентом и сервером, абсолютно необходимо установить предыдущее соединение с указанным сервером.
Одна из уязвимостей TCP заключается в отправке большого количества сегментов TCP SYN с целью «насыщения» подключений к получателю. Вот некоторые возможные решения для смягчения атаки типа «отказ в обслуживании»:
Заголовок TCP
TCP добавляет как минимум 20 байтов заголовка в каждом сегменте, так как у нас есть «необязательное» поле. В этом заголовке TCP мы найдем порт источника и порт назначения соединения (сокета), мы также найдем порядковый номер, номер ACK и различные флаги TCP, такие как SYN, ACK, RST, FIN, URG и другие. В этом заголовке у нас также есть очень важная часть для работы со скользящим окном, и у нас будет 16-битное поле, которое указывает размер окна приема, которое мы объяснили ранее.
Освободи Себя порты (исходный порт и порт назначения) необходимы для правильного функционирования TCP. TCP использует эти номера портов для идентификации сокета, то есть приложения, которое отправляет данные или получает данные. Порты TCP варьируются от 0 до 65535, но у нас есть три различных типа портов:
Протокол UDP: что это и как работает?
Освободи Себя Протокол UDP (протокол пользовательских дейтаграмм) является одним из основных протоколов в Интернете, он позволяет приложениям обмениваться данными с гарантиями независимо от нижних уровней модели TCP / IP. Это означает, что маршрутизаторы (сетевой уровень в модели TCP / IP) должны отправлять только дейтаграммы (единица измерения в UDP). UDP поддерживает несколько протоколов прикладного уровня, например, популярный DNS и даже протокол DHCP для автоматического получения (и предоставления) IP-адресации.
основные черты
Этот протокол не обеспечивает какого-либо типа управления потоком Если одно устройство быстрее другого и отправляет информацию, вполне возможно, что информация будет потеряна, поскольку она будет разрушаться при самой низкой скорости, и нам придется перейти к пересылке информации. Важной деталью является то, что управление пересылкой дейтаграмм осуществляется транспортным уровнем, поскольку UDP очень прост и не имеет механизмов управления для пересылки дейтаграмм, поскольку он был потерян.
UDP также не обеспечивает любой тип контроля скопление если в сети есть перегрузка, пакеты могут быть потеряны, и, конечно, он не будет отвечать за их повторную отправку, как это происходит с TCP. Следовательно, UDP не имеет контроля перегрузки, контроля потока или контроля ошибок, можно сказать, что UDP является ненадежным протоколом. Кроме того, он не предоставляет порядок в отправленных дейтаграммах и информацию о том, правильно ли поступила дейтаграмма, поскольку нет подтверждения доставки или получения. Любой тип гарантий передачи информации должен быть реализован на более высоких уровнях.
Этот протокол в основном используется в DHCP и DNS, где скорость важнее надежности. UDP широко используется в задачах управления передачей аудио и видео по сети. UDP только добавляет мультиплексирование приложения и добавление контрольной суммы в заголовок и полезную нагрузку.
Заголовок UDP
UDP добавляет 8-байтовый заголовок в каждой дейтаграмме. В этом заголовке UDP мы найдем порт источника и порт назначения соединения (сокета), длину дейтаграммы и контрольную сумму упомянутой дейтаграммы, чтобы убедиться, что в ней нет ошибок ни заголовка, ни данных дейтаграммы. порты (исходный порт и порт назначения) необходимы для правильного функционирования UDP. UDP использует эти номера портов для идентификации сокета, то есть приложения, которое передает данные или получает данные.
TCP против UDP в различных протоколах VPN, таких как OpenVPN
OpenVPN позволяет использовать протокол TCP и UDP для туннеля данных, как вы видели, TCP и UDP сильно различаются, и всегда рекомендуется использовать TCP, так как он имеет управление потоком, контроль перегрузки, контроль ошибок и многие другие функции, которые делают соединение надежным. Если вы собираетесь использовать OpenVPN, по умолчанию используется UDP, это связано с тем, что, если есть какие-либо проблемы, протоколы прикладного уровня, такие как HTTP (который использует TCP ниже), будут отвечать за выполнение повторных передач, если это было необходимо, поэтому соединение будет надежным (управление потоком, перегрузка, ошибки и т. д.), даже если зашифрованный туннель точка-точка использует UDP.
Очень важный аспект заключается в том, что сервер OpenVPN с UDP будет способен принимать больше входящих соединений одновременно, если вы используете UDP, чем если вы используете TCP, кроме того, у нас также будет большая пропускная способность, так как дополнительная «загрузка» не добавляется потому что UDP намного «легче».
Как вы видели, как TCP, так и UDP являются двумя основными интернет-протоколами, и каждый из них обрабатывает разные протоколы прикладного уровня.