TCP vs UDP: demistificando l'affidabilità vs. Efficienza dibattito

Oggi inizieremo concentrandoci su TCP. All'inizio del capitolo sulla stratificazione, abbiamo menzionato un punto importante. Nel livello di rete e in basso, si tratta più di connessioni host per host, il che significa che il computer deve sapere dove si trova un altro computer per connettersi ad esso. Tuttavia, la comunicazione in una rete è spesso la comunicazione di interprocesso piuttosto che la comunicazione di intermaca. Pertanto, il protocollo TCP introduce il concetto di porta. Una porta può essere occupata da un solo processo, che fornisce una comunicazione diretta tra i processi di applicazione in esecuzione su host diversi.

Il compito del livello di trasporto è come fornire servizi di comunicazione diretta tra i processi di candidatura in esecuzione su diversi host, quindi è anche noto come protocollo end-to-end. Il livello di trasporto nasconde i dettagli fondamentali della rete, consentendo al processo di applicazione di vedere come se esistesse un canale di comunicazione end-to-end logico tra le due entità del livello di trasporto.

TCP sta per il protocollo di controllo della trasmissione ed è noto come protocollo orientato alla connessione. Ciò significa che prima che un'applicazione possa iniziare a inviare dati all'altra, i due processi devono fare una stretta di mano. Handshake è un processo logicamente connesso che garantisce la trasmissione affidabile e la ricezione ordinata dei dati. Durante la stretta di mano, viene stabilita una connessione tra gli host di origine e di destinazione scambiando una serie di pacchetti di controllo e accettando alcuni parametri e regole per garantire la trasmissione dei dati riusciti.

Cos'è TCP? (Mylinking'sTocca di reteEBroker di pacchetti di retepotrebbe elaborare entrambi i pacchetti TCP o UDP)
TCP (Protocollo di controllo della trasmissione) è un protocollo di comunicazione del livello di trasporto orientato alla connessione, affidabile, basato su byte.

Oriente alla connessione: Orientato alla connessione significa che la comunicazione TCP è uno a uno, cioè la comunicazione end-to-end da punto a punto, a differenza dell'UDP, che può inviare messaggi a più host contemporaneamente, quindi non è possibile ottenere la comunicazione individuale.
Affidabile: L'affidabilità del TCP garantisce che i pacchetti vengano consegnati in modo affidabile al ricevitore indipendentemente dalle modifiche al collegamento di rete, il che rende il formato dei pacchetti di protocollo di TCP più complesso di quello dell'UDP.
Basato su byte-stream: La natura basata su byte-stream di TCP consente la trasmissione di messaggi di qualsiasi dimensione e garantisce l'ordine dei messaggi: anche se il messaggio precedente non è stato completamente ricevuto e anche se i successivi byte sono stati ricevuti, TCP non li consegnerà al livello dell'applicazione per l'elaborazione e farà cadere automaticamente pacchetti duplicati.
Una volta che l'host A e l'host B hanno stabilito una connessione, l'applicazione deve solo utilizzare la linea di comunicazione virtuale per inviare e ricevere dati, garantendo così la trasmissione dei dati. Il protocollo TCP è responsabile del controllo di compiti come stabilimento di connessione, disconnessione e detenzione. Va notato che qui diciamo che la linea virtuale significa solo stabilire una connessione, la connessione del protocollo TCP indica solo che i due lati possono avviare la trasmissione dei dati e garantire l'affidabilità dei dati. I nodi di routing e trasporto sono gestiti dai dispositivi di rete; Il protocollo TCP stesso non si occupa di questi dettagli.

Una connessione TCP è un servizio full duplex, il che significa che l'host A e l'host B possono trasmettere dati in entrambe le direzioni in una connessione TCP. Cioè, i dati possono essere trasferiti tra l'host A e l'host B in un flusso bidirezionale.

TCP memorizza temporaneamente i dati nel buffer di invio della connessione. Questo buffer di invio è una delle cache impostate durante la stretta di mano a tre. Successivamente, TCP invierà i dati nella cache di invio alla cache di ricezione dell'host di destinazione al momento opportuno. In pratica, ogni peer avrà una cache di invio e una cache di ricezione, come mostrato qui:

Il buffer di invio è un'area di memoria mantenuta dall'implementazione TCP sul lato mittente che viene utilizzato per archiviare temporaneamente i dati da inviare. Quando viene eseguita la stretta di mano a tre vie per stabilire una connessione, la cache di invio viene impostata e utilizzata per archiviare i dati. Il buffer di invio viene regolato dinamicamente in base alla congestione della rete e al feedback del ricevitore.

Un buffer di ricezione è un'area di memoria mantenuta dall'implementazione TCP sul lato ricevente che viene utilizzato per archiviare temporaneamente i dati ricevuti. TCP memorizza i dati ricevuti nella cache di ricezione e attende che l'applicazione superiore lo legga.

Si noti che la dimensione della cache di invio e la cache di ricezione è limitata, quando la cache è piena, TCP può adottare alcune strategie, come il controllo della congestione, il controllo del flusso, ecc., Per garantire la trasmissione di dati affidabili e la stabilità della rete.

Nelle reti di computer, la trasmissione dei dati tra gli host viene effettuata mediante segmenti. Allora cos'è un segmento di pacchetti?

TCP crea un segmento TCP o un segmento dei pacchetti, dividendo il flusso in arrivo in blocchi e aggiungendo intestazioni TCP a ogni pezzo. Ogni segmento può essere trasmesso solo per una quantità limitata di tempo e non può superare la dimensione massima del segmento (MSS). Sulla strada, un segmento di pacchetti passa attraverso il livello di collegamento. Il livello di collegamento ha un'unità di trasmissione massima (MTU), che è la dimensione massima del pacchetto che può passare attraverso il livello di collegamento dati. L'unità di trasmissione massima è generalmente correlata all'interfaccia di comunicazione.

Allora qual è la differenza tra MSS e MTU?

Nelle reti informatiche, l'architettura gerarchica è molto importante perché tiene conto delle differenze tra i diversi livelli. Ogni livello ha un nome diverso; Nel livello di trasporto, i dati sono chiamati un segmento e nel livello di rete i dati sono chiamati pacchetto IP. Pertanto, l'unità di trasmissione massima (MTU) può essere considerata come la dimensione massima del pacchetto IP che può essere trasmessa dal livello di rete, mentre la dimensione massima del segmento (MSS) è un concetto di livello di trasporto che si riferisce alla quantità massima di dati che può essere trasmessa da un pacchetto TCP alla volta.

Si noti che quando la dimensione massima del segmento (MSS) è maggiore dell'unità di trasmissione massima (MTU), la frammentazione IP verrà eseguita sul livello di rete e TCP non dividerà i dati più grandi in segmenti adatti per la dimensione MTU. Ci sarà una sezione sul livello di rete dedicato al livello IP.