TCP и UDP | Что это такое и в чем разница?

Сегодня мы расскажем о протоколах TCP и UDP - как они функционируют, зачем нужны и что делают. TCP и UDP являются ключевыми протоколами, которые работают на транспортном уровне и используются для передачи данных. Ранее мы уже рассмотрели уровни модели OSI в одной из наших статей. Так для чего же нам нужны эти протоколы? Они необходимы для передачи данных между устройствами в сети.

Рассмотрим простой пример - когда мы скачиваем данные с удаленного сервера. Эти данные могут представлять собой документ, электронное письмо или веб-страницу. Конечно, нам важно, чтобы эти данные были получены без ошибок и в том же виде, в котором они были на сервере. Однако, передача данных в сети никогда не происходит целиком.

Если бы мы передавали данные целиком, это было бы неудобно и неэффективно, так как мы забивали бы весь канал только одним файлом. Кроме того, в случае ошибки нам бы пришлось перекачивать весь файл заново. Поэтому данные всегда разбиваются на маленькие части и отправляются в сеть. И здесь на помощь приходит он - протокол TCP (Transmission Control Protocol).

TCP предназначен для того, чтобы наши данные приходили в нужном виде - целиком, без ошибок и в правильном порядке. Ведь если какой-то кусок данных потеряется, придет с ошибкой или вообще не придет, то наши данные, которые мы получили, окажутся бесполезными - сайт не будет работать, документ будет невозможно открыть, а фотография будет отображаться только на половину.

TCP, как протокол передачи данных, специально разработан для установления соединения между двумя компьютерами в сети перед началом передачи данных. Этот процесс называется "трехсторонним рукопожатием". До того, как начать передавать файлы, одна сторона отправляет запрос на установление соединения (SYN) другой стороне, которая в свою очередь подтверждает запрос и говорит "Давай начнем" (SYN ACK). После этого первая сторона отправляет сообщение подтверждения (ACK), и передача данных начинается. Этот процесс обеспечивает более надежную передачу данных, поскольку после каждой отправленной части данных принимающая сторона отправляет подтверждение о получении данных, и если данные не были получены, то отправляющая сторона переспрашивает о них. Кроме того, данные всегда приходят в правильном порядке.

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. Подумайте, если вам нужна целостность данных, то это цена которую придется заплатить. Протокол UDP (User Datagram Protocol), в свою очередь, более прост.

Для передачи данных по другому транспортному протоколу соединение между отправителем и получателем не требуется, и информация передается без проверки готовности принимающей стороны. Однако, такой подход делает протокол менее надежным, так как возможна потеря фрагментов данных и непоследовательный прием информации получателем. Но, в некоторых случаях, можно пренебречь такими недостатками, например, при просмотре стрима на твиче или вебинара на ютубе, где потеря одного кадра не сильно скажется на общем впечатлении, или при разговоре по скайпу или дискорду, где потеря пары миллисекунд голоса не помешает нормальному общению.TCP можно назвать «снайпером», который прицеливается, выстреливает, фиксирует попадание и ищет следующую цель, обеспечивая более надежную передачу данных, но с меньшей скоростью.

UDP же можно сравнить с пулеметчиком, который стреляет в направлении врага, не очень заботясь о точности. В интернете важны оба протокола, как и в военных действиях важны обе воинские специальности. TCP используется там, где нужна точная и подтвержденная передача данных, например, для отправки фотографий, банковских транзакций и чувствительных к потерям трафика сообщений между пользователями. UDP же применяется для передачи потокового видео, голосового формата и других нечувствительных к потерям данных, например, с веб-камер или IP-камер. Простыми словами, работа TCP можно сравнить со следующей ситуацией: ты спрашиваешь друга, можешь ли ты выпить банку пива, на что твой друг задает контрольный вопрос, действительно ли ты спрашиваешь, можешь ли ты выпить банку пива, и только после твоего согласия отдает тебе пиво. В случае с UDP же твой друг кидает в тебя банку пива и уходит.

Также есть забавная шутка про UDP, но есть вероятность, что она до вас не дойдет.