Kuljetuskerroksen protokollat
Kuljetuskerroksen protokollat
Tietokoneverkoissa kuljetuskerros vastaa datan lähettämisestä laitteiden ja isäntien välillä. Se on ratkaisevassa asemassa varmistaessaan, että data toimitetaan tehokkaasti ja luotettavasti verkon kautta. Tämä saavutetaan käyttämällä erilaisia kuljetuskerroksen protokollia, joista kaksi ovat Transmission Control Protocol (TCP) ja User Datagram Protocol (UDP).
Transmission Control Protocol (TCP)
TCP on yhteyteen perustuva protokolla, joka tarjoaa luotettavan, järjestetyn ja virheettömän tavujen virtauksen toimituksen isännillä toimivien sovellusten välillä. Se muodostaa yhteyden lähettäjän ja vastaanottajan välillä ennen kuin mitään dataa lähetetään. Tämä yhteys varmistaa, että datapaketit toimitetaan oikeassa järjestyksessä ja ilman virheitä. TCP sisältää myös mekanismit virtaus- ja ruuhkautumisen hallintaan.
TCP takaa datapakettien onnistuneen toimittamisen vaatimalla vastaanottajaa kuittaamaan jokaisen paketin vastaanottamisen. Jos paketti katoaa tai vahingoittuu siirron aikana, TCP lähettää sen uudelleen. Tämä varmistaa siirrettävän datan eheyden ja tarkkuuden.
TCP:ta käytetään laajalti sovelluksissa, jotka vaativat luotettavaa ja tarkkaa datan siirtoa, kuten verkkoselailussa, sähköpostissa, tiedostonsiirrossa ja etäkäyttöprotokollissa. Se sopii erityisesti tilanteisiin, joissa datan eheys on kriittistä, sillä se tarjoaa mekanismit datan oikealle vastaanottamiselle.
User Datagram Protocol (UDP)
UDP on yhteydetön protokolla, joka tarjoaa yksinkertaisen viestintämenetelmän laitteiden välillä. Toisin kuin TCP, UDP ei muodosta yhteyttä ennen datan lähettämistä. Sen sijaan se yksinkertaisesti lähettää datapaketit vastaanottajalle ilman toimituksen, järjestyksen tai virheentarkastuksen takaamista.
UDP:n yksinkertaisuus tekee siitä nopeamman ja tehokkaamman kuin TCP. Koska se ei suorita TCP:n vaatimia lisätarkastuksia ja uudelleenlähetyksiä, UDP:lla on pienempi ylikuormitus ja se vaatii vähemmän prosessointitehoa. Tämä tekee siitä ihanteellisen reaaliaikaiseen sovelluksiin, jotka asettavat etusijalle nopeuden ja tehokkuuden, kuten Voice over IP (VoIP), verkkopelaaminen, videostriimaus ja Domain Name System (DNS) kyselyt.
Kuitenkin UDP:n virheentarkastuksen ja uudelleenlähetyksen puute tarkoittaa, että se on vähemmän luotettava kuin TCP. Jos paketti katoaa tai vahingoittuu siirron aikana, UDP ei omaa mekanismia sen palauttamiseksi. Tämä voi johtaa datan katoamiseen tai epätarkkaan siirtoon. Siksi UDP:ta käytetään tyypillisesti tilanteissa, joissa satunnaiset datakadot ovat hyväksyttäviä, kuten reaaliaikaisissa viestintäsovelluksissa, joissa pienillä häiriöillä ei ole merkittäviä seurauksia.
Miten kuljetuskerroksen protokollat toimivat
Sekä TCP että UDP toimivat segmentoimalla data pieniin paketteihin verkon kautta lähetettäväksi. Jokainen paketti sisältää tietoja, kuten lähde- ja kohdesatamat, sekvenssinumerot ja tarkistussummat virheentunnistusta varten.
TCP varmistaa, että data toimitetaan oikeassa järjestyksessä ja ilman virheitä. Se saavuttaa tämän kahdella päämekanismilla: sekvenssinumeroilla ja kuittauksilla. Jokaiselle TCP-paketille annetaan sekvenssinumero, joka mahdollistaa vastaanottajan järjestää paketit uudelleen, jos ne saapuvat väärässä järjestyksessä. Vastaanottaja lähettää kuittaukset lähettäjälle, osoittaen pakettien onnistuneen vastaanoton. Jos kuittausta ei vastaanoteta, lähettäjä lähettää paketin uudelleen.
UDP puolestaan lähettää paketteja ilman virheentarkastusta tai järjestämistä. Vastaanottaja vastaanottaa paketit siinä järjestyksessä kuin ne lähetettiin ja käsittelee ne sen mukaisesti. Jos paketti katoaa tai vahingoittuu, UDP ei pyri palauttamaan sitä.
Ennaltaehkäisyvinkit
Varmista palomuurin oikea konfigurointi: On tärkeää konfiguroida palomuurit oikein sallimaan sekä TCP:n että UDP:n tarvitsemat liikenteet. Käytettävien sovellusten ja palveluiden erityisvaatimukset tulisi ottaa huomioon.
Valitse sopiva protokolla: Sovelluksille, jotka vaativat luotettavaa, järjestettyä ja virheettömästi tarkistettua toimitusta, kuten verkkoselailu ja tiedostonsiirto, TCP on suositeltu protokolla. TCP varmistaa, että data lähetetään ilman virheitä ja oikeassa järjestyksessä.
Huomioi nopeus ja tehokkuus: Sovelluksille, jotka asettavat etusijalle nopeuden ja tehokkuuden luotettavuuden sijaan, kuten Voice over IP ja verkkopelaaminen, UDP voi olla sopiva valinta. UDP:n yksinkertaisuus ja vähäinen ylikuormitus tekevät siitä nopeamman ja tehokkaamman.
Liittyvät termit
Paketti: Yksikkö dataa, joka lähetetään verkon kautta. Se sisältää siirrettävän datan sekä tietoja, kuten lähde- ja kohdeosoitteet ja muuta ohjaustietoa.
Virtaushallinta: Prosessi, joka hallitsee datan siirtonopeutta laitteiden välillä, jotta vastaanottava laite ei ylikuormitu. Virtaushallintamekanismit sallivat lähettäjän säätää siirtonopeutta vastaanottajan kyvyn mukaisesti käsitellä dataa.
Ruuhkautumisen hallinta: Mekanismit, joita käytetään varmistamaan, että verkko ei ylikuormitu datasta, mikä johtaisi pakettien katoamiseen ja suorituskyvyn heikkenemiseen. Ruuhkautumisen hallinta-algoritmit säätävät siirtonopeutta estäen ruuhkautumisen ja ylläpitäen optimaalista verkkosuorituskykyä.