TCP vs UDP: Entmystifizierung der Zuverlässigkeit vs. Effizienzdebatte

Heute werden wir uns zunächst auf TCP konzentrieren. Früher im Kapitel über Schichten erwähnten wir einen wichtigen Punkt. Auf der Netzwerkebene und unten geht es mehr um Host -to -Host -Verbindungen, was bedeutet, dass Ihr Computer wissen muss, wo sich ein anderer Computer befindet, um eine Verbindung dazu herzustellen. Die Kommunikation in einem Netzwerk ist jedoch häufig eher Interprozesskommunikation als die Kommunikation zwischen Machine. Daher führt das TCP -Protokoll das Konzept des Ports ein. Ein Port kann nur durch einen Prozess besetzt werden, der eine direkte Kommunikation zwischen Bewerbungsprozessen für verschiedene Hosts bietet.

Die Aufgabe der Transportschicht besteht darin, direkte Kommunikationsdienste zwischen Anwendungsprozessen für verschiedene Hosts bereitzustellen, sodass sie auch als End-to-End-Protokoll bezeichnet wird. Die Transportschicht verbirgt die Kerndetails des Netzwerks und ermöglicht dem Anwendungsprozess so, als ob zwischen den beiden Transportschichteinheiten ein logischer End-to-End-Kommunikationskanal vorhanden wäre.

TCP steht für das Transmissionskontrollprotokoll und ist als verbindungsorientiertes Protokoll bekannt. Dies bedeutet, dass die beiden Prozesse vor einer Anwendung mit dem Senden von Daten an die andere beginnen können. Handshake ist ein logisch verbundener Prozess, der eine zuverlässige Übertragung und die geordnete Empfang von Daten gewährleistet. Während des Handschlags wird eine Verbindung zwischen den Quell- und dem Zielhost hergestellt, indem eine Reihe von Steuerpaketen austauschen und einige Parameter und Regeln vereinbart werden, um eine erfolgreiche Datenübertragung zu gewährleisten.

Was ist TCP? (MyLinking istNetzwerkhahnUndNetzwerkpaketbrokerkönnte sowohl TCP- als auch UDP -Pakete verarbeiten)
TCP (Transmission Control Protocol) ist ein verbindungsorientiertes, zuverlässiges Byt-Stream-Basis-Transportschichtkommunikationsprotokoll.

Verbindungsorientiert: Verbindungsorientiert bedeutet, dass die TCP-Kommunikation eins zu eins ist, dh Point-to-Point-End-to-End-Kommunikation, im Gegensatz zu UDP, das gleichzeitig Nachrichten an mehrere Hosts senden kann, sodass die Eins-zu-Viele-Kommunikation nicht erreicht werden kann.
Zuverlässig: Die Zuverlässigkeit von TCP stellt sicher, dass Pakete unabhängig von Änderungen in der Netzwerkverbindung zuverlässig an den Empfänger geliefert werden, wodurch das Protokollpaketformat von TCP komplexer wird als das von UDP.
Byte-Stream-basiert: Die Byte-Stream-basierte Natur von TCP ermöglicht die Übertragung von Nachrichten in beliebiger Größe und garantiert die Nachrichtenreihenfolge: Selbst wenn die vorherige Nachricht nicht vollständig empfangen wurde und die nachfolgenden Bytes empfangen wurden, liefert TCP sie nicht zur Bearbeitung an die Anwendungsschicht und lässt automatisch Duplikatpakete fallen.
Sobald Host A und Host B eine Verbindung hergestellt haben, muss die Anwendung nur die virtuelle Kommunikationslinie zum Senden und Empfangen von Daten verwenden, um die Datenübertragung zu gewährleisten. Das TCP -Protokoll ist für die Steuerung von Aufgaben wie Verbindungsantrieb, Trennung und Halten verantwortlich. Es ist zu beachten, dass wir hier sagen, dass die virtuelle Linie nur bedeutet, eine Verbindung herzustellen. Die TCP -Protokollverbindung zeigt nur an, dass die beiden Seiten die Datenübertragung starten und die Zuverlässigkeit der Daten sicherstellen können. Die Routing- und Transportknoten werden von den Netzwerkgeräten behandelt. Das TCP -Protokoll selbst befasst sich nicht mit diesen Details.

Eine TCP-Verbindung ist ein Full-Duplex-Dienst, was bedeutet, dass Host A und Host B Daten in einer TCP-Verbindung in beide Richtungen übertragen können. Das heißt, Daten können in einem bidirektionalen Fluss zwischen Host A und Host B übertragen werden.

TCP speichert Daten vorübergehend im Sendepuffer der Verbindung. Dieser Send-Puffer ist einer der Caches, die während des Drei-Wege-Handschlags eingerichtet sind. Anschließend sendet TCP die Daten im Sendencache zum entsprechenden Zeitpunkt an den Empfangscache des Zielhosts. In der Praxis hat jeder Peer einen Send -Cache und einen Empfangscache, wie hier gezeigt:

Der Send -Puffer ist ein Speicherbereich, der von der TCP -Implementierung auf der Absenderseite verwaltet wird, mit der Daten vorübergehend gespeichert werden sollen. Wenn der Drei-Wege-Handshake durchgeführt wird, um eine Verbindung herzustellen, wird der Send-Cache eingerichtet und zum Speichern von Daten verwendet. Der Send -Puffer wird dynamisch entsprechend der Netzwerküberlastung und dem Feedback des Empfängers angepasst.

Ein Empfangspuffer ist ein Speicherbereich, der von der TCP -Implementierung auf der Empfangsseite verwaltet wird, mit der die empfangenen Daten vorübergehend gespeichert werden. TCP speichert die empfangenen Daten im Empfangscache und wartet darauf, dass die obere Anwendung sie lesen kann.

Beachten Sie, dass die Größe des Send -Cache und des Empfangs -Cache begrenzt ist, wenn der Cache voll ist, kann TCP einige Strategien wie Überlastungsregelung, Durchflussregelung usw. anwenden, um eine zuverlässige Datenübertragung und Netzwerkstabilität sicherzustellen.

In Computernetzwerken wird die Datenübertragung zwischen Hosts mittels Segmente durchgeführt. Was ist ein Paketsegment?

TCP erstellt ein TCP -Segment oder ein Paketsegment, indem der eingehende Strom in Stücke aufgeteilt und TCP -Header zu jedem Stück hinzugefügt wird. Jedes Segment kann nur für eine begrenzte Zeitspanne übertragen werden und darf die maximale Segmentgröße (MSS) nicht überschreiten. Auf dem Weg nach unten verläuft ein Paketsegment durch die Linkschicht. Die Verbindungsschicht hat eine maximale Übertragungseinheit (MTU), die die maximale Paketgröße ist, die die Datenverbindungsschicht durchlaufen kann. Die maximale Übertragungseinheit hängt normalerweise mit der Kommunikationsschnittstelle zusammen.

Was ist der Unterschied zwischen MSS und MTU?

In Computernetzwerken ist die hierarchische Architektur sehr wichtig, da sie die Unterschiede zwischen den verschiedenen Ebenen berücksichtigt. Jede Schicht hat einen anderen Namen; In der Transportschicht werden die Daten als Segment bezeichnet und in der Netzwerkschicht werden die Daten als IP -Paket bezeichnet. Daher kann die maximale Übertragungseinheit (MTU) als maximale IP -Paketgröße betrachtet werden, die von der Netzwerkschicht übertragen werden kann, während die maximale Segmentgröße (MSS) ein Transportschichtkonzept ist, das sich auf die maximale Datenmenge bezieht, die zu einem Zeitpunkt von einem TCP -Paket übertragen werden kann.

Beachten Sie, dass die IP -Fragmentierung in der Netzwerkschicht, wenn die maximale Segmentgröße (MSS) größer als die maximale Übertragungseinheit (MTU) ist, und TCP die größeren Daten nicht in Segmente aufteilt, die für die MTU -Größe geeignet sind. Auf der Netzwerkebene wird ein Abschnitt vorhanden, der der IP -Ebene gewidmet ist.