TCP وUDP  دو پروتکل مهم در لایه انتقال شبکه هستند که برای انتقال داده‌ها در اینترنت و شبکه‌های محلی استفاده می‌شوند. هر کدام از این پروتکل‌ها ویژگی‌های خاص خود را دارند و بسته به نیاز، در شرایط مختلف کاربرد دارند. TCP پروتکلی اتصال‌گرا است که اطمینان از تحویل صحیح داده‌ها را تضمین می‌کند، در حالی که UDP پروتکلی بدون اتصال است که برای انتقال سریع‌تر داده‌ها استفاده می‌شود، حتی اگر برخی از بسته‌ها از دست بروند.

TCP چیست؟

Transmission Control Protocol یک پروتکل اتصال‌گرا است که برای انتقال داده‌ها از یک نقطه به نقطه دیگر در شبکه‌های اینترنتی و محلی طراحی شده است. این پروتکل تضمین می‌کند که داده‌ها به‌صورت صحیح و کامل از فرستنده به گیرنده ارسال شوند. در TCP ابتدا یک اتصال بین فرستنده و گیرنده برقرار می‌شود و پس از آن داده‌ها در بسته‌های کوچک ارسال می‌شوند. در صورت هر گونه خطا یا از دست رفتن بسته‌ها، پروتکل به طور خودکار داده‌های از دست رفته را مجدداً ارسال می‌کند تا از صحت و یکپارچگی داده‌ها اطمینان حاصل شود.

انواع روش های ارتباطی شبکه چیست؟ اتصال گرا (Connection-Oriented) و غیر اتصال گرا (Connectionless) چه تفاوتی دارند؟

UDP چیست؟

User Datagram Protocolیک پروتکل بدون اتصال است که برخلاف TCP برای انتقال سریع‌تر داده‌ها طراحی شده است. در این پروتکل، داده‌ها بدون نیاز به ایجاد اتصال ثابت بین فرستنده و گیرنده ارسال می‌شوند و از این رو هیچ تضمینی برای تحویل صحیح داده‌ها وجود ندارد. UDP معمولاً برای کاربردهایی که سرعت و تاخیر کم اهمیت بیشتری نسبت به صحت داده‌ها دارند، مانند استریم ویدئو، تماس‌های VoIP و بازی‌های آنلاین، استفاده می‌شود. در UDP، داده‌ها در قالب دیتاگرام ارسال می‌شوند که پروتکل از هیچ مکانیزم کنترلی برای تصحیح خطاها یا مدیریت جریان داده‌ها استفاده نمی‌کند، که این ویژگی باعث می‌شود تا سرعت ارسال داده‌ها بسیار بالاتر باشد.

تفاوت بین TCP و UDP

یکی از اصلی‌ترین تفاوت‌های بین TCP و UDP در نوع اتصال است. TCP یک پروتکل اتصال‌گرا است، به این معنا که قبل از ارسال داده‌ها، ابتدا یک اتصال بین فرستنده و گیرنده برقرار می‌شود و این اتصال تا زمانی که انتقال داده‌ها به‌طور کامل انجام شود، حفظ می‌شود. این پروتکل از روش‌هایی مانند کنترل جریان، ترتیب بسته‌ها و تصحیح خطاها استفاده می‌کند تا تضمین کند داده‌ها به‌صورت کامل و صحیح به مقصد می‌رسند. از سوی دیگر UDP یک پروتکل بدون اتصال است که در آن هیچ مرحله اولیه برای برقراری اتصال وجود ندارد و داده‌ها به‌طور مستقیم و بدون هیچ تأخیری به مقصد ارسال می‌شوند. به همین دلیل، UDP برای انتقال داده‌ها در زمانی کوتاه‌تر و با تاخیر کمتر مناسب‌تر است.

تفاوت دیگر بین TCP و UDP در نحوه مدیریت خطاها است. در TCP پروتکل به‌طور مداوم بسته‌ها را بررسی می‌کند و در صورتی که بسته‌ای گم شود یا به‌طور صحیح تحویل داده نشود، آن را مجدداً ارسال می‌کند. این ویژگی باعث می‌شود TCP برای انتقال اطلاعات حساس، مانند فایل‌ها یا وب‌سایت‌ها که نیاز به دقت بالا و صحت دارند، ایده‌آل باشد. اما در UDP از هیچ مکانیزم تصحیح خطا استفاده نمی‌شود، بنابراین اگر بسته‌ای گم شود یا تحویل داده نشود، هیچ‌گونه بازخوردی برای ارسال مجدد داده‌ها وجود ندارد. این ویژگی باعث می‌شود که UDP برای کاربردهایی که اولویت با سرعت بالا و تاخیر کم است، مانند استریم ویدئو یا بازی‌های آنلاین، مناسب باشد.

مراحل انجام کار TCP و UDP

TCP:

1. مرحله برقراری اتصال (Three-Way Handshake): ایجاد ارتباط بین فرستنده و گیرنده
2. تقسیم داده‌ها به بسته‌ها: تقسیم اطلاعات به بسته‌های کوچک برای ارسال
3. ارسال بسته‌ها و دریافت تاییدیه‌ها: ارسال بسته‌ها و انتظار برای تایید دریافت آن‌ها
4. مدیریت خطا و کنترل جریان: اطمینان از تحویل صحیح بسته‌ها و مدیریت ترافیک
5. پایان ارتباط (Connection Termination): قطع اتصال پس از اتمام انتقال داده‌ها

UDP:

1. ایجاد بسته‌های داده: ارسال داده‌ها در قالب دیتاگرام بدون برقراری اتصال
2. ارسال مستقیم بسته‌ها به مقصد: ارسال داده‌ها به مقصد بدون تایید دریافت

کاربردهای TCP در دنیای واقعی

وب‌گردی و انتقال صفحات وب

TCP در وب‌گردی به‌عنوان پروتکل اصلی برای انتقال داده‌ها بین مرورگرها و سرورها استفاده می‌شود. زمانی که شما صفحه‌ای را در مرورگر خود بارگذاری می‌کنید، TCP اطمینان می‌دهد که تمام داده‌های صفحه به‌درستی و بدون خطا منتقل می‌شوند. این پروتکل برای اطمینان از دقت و ترتیب بارگذاری داده‌ها اهمیت بالایی دارد.

ارسال ایمیل

در ارسال ایمیل‌ها از پروتکل TCP برای ارسال داده‌های پیام‌های ایمیلی به سرور استفاده می‌شود. این پروتکل تضمین می‌کند که ایمیل‌ها بدون هیچ‌گونه اختلال یا گم شدن بسته‌ها به مقصد برسند، چرا که ارسال ایمیل‌ها به‌خصوص در محیط‌های کاری و تجاری به دقت بالا نیاز دارد.

معرفی همه پروتکل های ایمیل و مقایسه SMTP و POP3 و IMAP – کدام بهترین است؟

انتقال فایل‌ها (FTP)

پروتکل FTP (File Transfer Protocol) برای انتقال فایل‌ها بین سرورها و کامپیوترهای مختلف از TCP استفاده می‌کند. این پروتکل برای انتقال داده‌هایی که باید به‌طور دقیق و کامل منتقل شوند، مانند فایل‌های متنی، تصویر یا ویدئو، بسیار مناسب است.

بانکداری آنلاین و تراکنش‌های مالی

TCP به‌عنوان پروتکل مورد استفاده در خدمات بانکداری آنلاین، از جمله انجام تراکنش‌های مالی و نقل‌وانتقالات بانکی، کمک می‌کند تا اطلاعات حساس و مالی به‌طور امن و بدون خطا منتقل شوند. این پروتکل برای تضمین امنیت و دقت اطلاعات در این بخش‌ها ضروری است.

کاربردهای UDP در دنیای واقعی

• پخش ویدئو و استریم زنده

UDP برای پخش ویدئوها و استریم‌های زنده آنلاین بسیار مناسب است. این پروتکل اجازه می‌دهد داده‌ها بدون نیاز به تایید دریافت و با سرعت بالا به مقصد برسند. در شرایطی که تاخیر کم‌تر و پخش پیوسته مهم است، حتی اگر برخی بسته‌ها گم شوند UDP می‌تواند تجربه‌ای روان و بدون وقفه ایجاد کند.

• تماس‌های صوتی VoIP

در تماس‌های صوتی VoIP (Voice over IP)، UDP به دلیل تاخیر کم و سرعت بالای انتقال داده‌ها استفاده می‌شود. این پروتکل به تماس‌های صوتی اجازه می‌دهد بدون وقفه و با کیفیت بالا منتقل شوند، حتی اگر برخی از بسته‌ها به مقصد نرسند، چون کیفیت تماس در اولویت نیست.

سرویس VoIP چیست و چه کاربرد ها و مزایایی دارد؟

• گیمینگ آنلاین

در بازی‌های آنلاین UDP برای ارسال داده‌های بازی با سرعت بالا و زمان تأخیر کم استفاده می‌شود. بازی‌ها به‌ویژه در زمان واقعی نیاز دارند تا اطلاعات بین کاربران سریع و به‌موقع منتقل شود، بنابراین UDP که بدون تأخیر بسته‌ها را ارسال می‌کند، برای این نوع کاربردها بسیار مناسب است.

• DNS

پروتکل DNS برای ترجمه نام دامنه‌ها به آدرس‌های IP از UDP استفاده می‌کند. در این پروسه، سرعت و پاسخ‌دهی سریع اهمیت دارد، بنابراین UDP انتخاب بهتری است زیرا نیاز به تایید دریافت داده‌ها ندارد و می‌تواند درخواست‌ها را به سرعت پردازش کند.

Domain Name System یا DNS چيست و چگونه کار مي‌کند؟

• DHCP

پروتکل DHCP که برای تخصیص خودکار آدرس‌های IP به دستگاه‌ها در شبکه‌های محلی (LAN) استفاده می‌شود، از UDP برای ارسال درخواست‌ها و پاسخ‌ها بهره می‌برد. این پروتکل نیازی به تایید دریافت ندارد و سریع‌ترین روش برای تخصیص آدرس‌های IP در شبکه است.

جمع‌بندی…

در نهایت، TCP و UDP هر دو پروتکل‌های حیاتی در دنیای شبکه هستند که هرکدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. TCP با اتصال‌گر بودن و تضمین تحویل صحیح داده‌ها برای کاربردهایی که نیاز به دقت و صحت دارند، ایده‌آل است، در حالی که UDP با سرعت بالاتر و تاخیر کم‌تر برای کاربردهایی مانند پخش ویدئو و تماس‌های صوتی مناسب‌تر است. انتخاب بین این دو پروتکل بستگی به نوع داده‌ها و نیازهای شبکه دارد. درک تفاوت‌ها و کاربردهای هرکدام به افراد و سازمان‌ها کمک می‌کند تا بهترین پروتکل را برای هر شرایط انتخاب کنند.