Protokoły transportowe - TCP i UDP

W warstwie transportowej modelu sieciowego odbywa się zarządzanie komunikacją między aplikacjami działającymi na różnych urządzeniach. Najważniejszymi protokołami tej warstwy są TCP i UDP. Oba pozwalają na przesyłanie danych przez sieć, ale robią to w zupełnie inny sposób – z różnymi zaletami i kompromisami.

Schemat warstw komunikacji sieciowej.

Źródło obrazka: geeksforgeeks.com

TCP – Transmission Control Protocol

TCP to protokół połączeniowy i niezawodny. Zanim rozpocznie się transmisja danych, TCP ustanawia połączenie między nadawcą a odbiorcą – tzw. handshake (trójfazowe uzgadnianie połączenia). Dzięki temu ma pewność, że obie strony są gotowe do komunikacji.

Ważne cechy TCP:

• Gwarancja dostarczenia danych – jeśli pakiet zaginie, zostanie automatycznie wysłany ponownie.
• Kolejność danych – dane docierają w takiej samej kolejności, w jakiej zostały wysłane.
• Kontrola błędów – TCP wykrywa i koryguje błędy transmisji.
• Kontrola przeciążenia – dostosowuje prędkość wysyłania danych do warunków sieciowych.

Ze względu na swoją niezawodność, TCP jest wykorzystywany w aplikacjach, gdzie utrata danych jest niedopuszczalna lub niepożądana. Przykłady:

• HTTP i HTTPS (strony internetowe)
• FTP (transfer plików)
• SMTP, IMAP, POP3 (poczta elektroniczna)
• SSH (zdalny dostęp do serwerów)

UDP – User Datagram Protocol

UDP to protokół bezpołączeniowy. Nie nawiązuje on uprzedniego połączenia, tylko od razu wysyła dane – jak pocztówka bez potwierdzenia odbioru. Dzięki temu jest znacznie szybszy niż TCP, ale mniej niezawodny.

Ważne cechy UDP:

• Brak gwarancji dostarczenia – pakiety mogą zaginąć i nie zostaną ponownie wysłane.
• Brak kontroli kolejności – dane mogą dotrzeć w losowej kolejności.
• Brak kontroli przeciążenia i błędów
• Bardzo niskie opóźnienia – idealne do transmisji w czasie rzeczywistym.

Dzięki swojej lekkości i szybkości, UDP jest wykorzystywany tam, gdzie szybkość ma większe znaczenie niż niezawodność. Przykłady:

• VoIP (rozmowy przez internet, np. Zoom, Skype)
• Gry online (np. FPS)
• Transmisje na żywo (np. sportowe wydarzenia)
• DNS (zapytania o adresy domen)
• WebRTC (komunikacja wideo/audio w przeglądarce)

Podsumowanie