TCP ir UDP: protokolų palyginimas ir jų skirtumai

Kas yra TCP?

TCP („Transmission Control Protocol“) – tai tinklo protokolas, kuris perduoda duomenis internetu iš jūsų įrenginio į žiniatinklio serverį. TCP naudojamas siunčiant el. laiškus, žiūrint vaizdo įrašus internete ar tiesiog naršant internete.

Šis protokolas veikia vadinamojo „rankos paspaudimo“ („handshake“) principu. TCP „trijų žingsnių rankos paspaudimas“ – tai procesas, kurio metu trimis etapais užmezgamas patikimas ryšys tarp dviejų įrenginių (pavyzdžiui, kliento ir serverio) prieš pradedant duomenų perdavimą.

TCP yra jungtimi paremtas protokolas, t. y. prieš perduodant duomenis jis užmezga ryšį tarp siuntėjo bei gavėjo ir palaiko jį viso perdavimo metu. Tai užtikrina, kad duomenys bus perduoti nepažeisti. TCP yra vienas pagrindinių protokolų, naudojamų duomenims perduoti internete, juo remiasi daugelis svarbių programų.

TCP privalumai

TCP turi keletą svarbių privalumų:

• TCP yra standartizuotas duomenų perdavimo protokolas, integruotas į operacines sistemas ir tinklus, todėl yra suderinamas su daugeliu įrenginių.
• TCP tikrina klaidas ir užtikrina, kad duomenys būtų perduoti nepažeisti.
• TCP gali optimizuoti ir reguliuoti duomenų perdavimo greitį pagal gavėjo galimybes.
• TCP patikrina, ar duomenys pasiekė paskirties vietą, ir, jei ne, siunčia juos iš naujo.

Apskritai TCP palaiko daugelį šiandien naudojamų programų, paslaugų ir įrenginių, todėl yra itin universalus protokolas.

TCP trūkumai

TCP turi ir tam tikrų trūkumų:

• Dėl valdymo pranešimų, patvirtinimų ir pakartotinio siuntimo TCP, palyginti su UDP, gali veikti lėčiau, todėl jis mažiau tinka tais atvejais, kai svarbu, jog nebūtų trikdžių ar vėlavimo arba perduodami nedideli duomenų paketai.
• TCP naudoja daugiau tinklo išteklių ir yra lėtesnis nei UDP.
• Jei perdavimo metu prarandama net ir nedidelė dalis duomenų, TCP gali sustabdyti tolesnį jų perdavimą. Pavyzdžiui, jei nepavyksta įkelti vieno puslapio elemento (pvz., vaizdo ar vaizdo įrašo), gali neužsikrauti ir likęs turinys.
• TCP nėra itin efektyvus vietiniuose (LAN) ar asmeniniuose (PAN) tinkluose.

Kam naudojamas TCP?

TCP naudojamas ten, kur reikalingas patikimas ir tikslus duomenų perdavimas, pavyzdžiui, naršant internete (HTTP/HTTPS) ar naudojant el. paštą (SMTP, POP3, IMAP). Šis protokolas tinka, kai perduodant duomenis svarbu išlaikyti jų vientisumą ir išvengti jų praradimo.

Keletas konkrečių panaudojimo pavyzdžių:

• Failų perdavimas (FTP, SFTP). TCP užtikrina, kad failai būtų perduoti be klaidų – nepažeisti ir be trūkstamų duomenų.
• Internetinė bankininkystė ir finansinės operacijos. TCP užtikrina patikimą jautrių finansinių duomenų perdavimą.
• Virtualūs privatūs tinklai (VPN). TCP gali būti naudojamas VPN ryšiui, kad būtų užtikrintas saugus ir stabilus duomenų perdavimo kanalas.

Kas yra UDP?

UDP („User Datagram Protocol“) – tai tinklo protokolas, kuris, palyginti su TCP, yra mažiau patikimas, tačiau greitesnis ir paprastesnis. Dėl to jis labiau tinka situacijoms, kai svarbiausia yra greitis, pavyzdžiui, tiesioginėms transliacijoms (srautiniam turiniui) ar žaidimams.

Skirtingai nei TCP, UDP neveikia vadinamojo „rankos paspaudimo“ principu. Jis siunčia duomenų paketus iš anksto neužmegzdamas ryšio ir nepatikrindamas, ar gavėjas yra pasiruošęs juos priimti. Būtent dėl to UDP yra greitesnis nei TCP ir labiau tinka realiuoju laiku veikiančioms programoms, tokioms kaip vaizdo transliacijos ar internetiniai žaidimai, kur svarbesnis greitis nei garantuotas duomenų pristatymas. 

UDP privalumai

UDP protokolas turi keletą svarbių privalumų:

• UDP turi mažesnę, fiksuoto dydžio antraštę (8 baitai, palyginti su 20 baitų TCP atveju), todėl vieno paketo papildoma apkrova yra mažesnė.
• UDP perduoda duomenis net ir praradus dalį duomenų paketų, todėl perdavimas nenutrūksta.
• Vienas UDP perdavimas gali būti siunčiamas keliems gavėjams vienu metu, naudojant transliacinio („broadcast“) perdavimo ir perdavimo keliems („multicast“) funkcijas.
• UDP perduoda duomenis greičiau ir efektyviau nei, pavyzdžiui, TCP.

Didžiausias UDP privalumas – prieš siunčiant duomenis nereikia užmegzti ryšio. Dėl to sumažėja delsa, o tai ypač svarbu realiuoju laiku veikiančioms programoms. Jei jums svarbiausia greitis, UDP yra geresnis pasirinkimas.

UDP trūkumai

Nors UDP yra greitas ir veikia efektyviai, jis turi ir trūkumų:

• UDP netikrina, ar duomenų paketas sėkmingai pasiekė gavėją.
• Kai maršrutizatorius renkasi, kurį paketą perduoti pirmiausia, dažniausiai pirmenybė teikiama TCP, o ne UDP.
• UDP neperduoda duomenų nustatyta seka, todėl paketai gali pasiekti gavėją bet kokia tvarka.

UDP laikomas nepatikimu protokolu, nes neužtikrina nei duomenų pristatymo, nei jų eiliškumo. Jis taip pat neturi srauto perkrovos valdymo mechanizmų ir yra labiau pažeidžiamas saugumo grėsmių, tokių kaip DDoS atakos ar adresų klastojimas („spoofing“). Dėl šių priežasčių UDP netinka kai kurioms užduotims, pavyzdžiui, failų perdavimui. Iš esmės UDP labiau orientuotas į greitį ir efektyvų veikimą, todėl kai kuriais atvejais gali būti mažiau saugus.

Kam naudojamas UDP?

UDP naudojamas realiuoju laiku veikiančiose programose, kur svarbus greitis, net jei dėl to prarandama dalis duomenų. Jei svarbiausia greitis ir reakcijos laikas, o ne duomenų vientisumas, UDP yra tinkamas pasirinkimas.

Keletas konkrečių panaudojimo pavyzdžių:

• Internetiniai žaidimai. Dėl mažo vėlavimo UDP leidžia greitai perduoti žaidėjų veiksmus realiu laiku, todėl užtikrinamas greitas atsakas net ir praradus dalį duomenų paketų.
• DNS (domenų vardų sistemos) užklausos. UDP leidžia greitai siųsti DNS užklausas ir atsakymus, todėl domenų vardai nustatomi greičiau.
• SNMP (paprasto tinklo valdymo protokolo) paslaugos. UDP naudojamas tinklo įrenginiams stebėti ir valdyti, nes leidžia greitai perduoti duomenis vienkrypčiu ryšiu.
• „Multicast“ transliacija. UDP naudojamas duomenims siųsti keliems gavėjams vienu metu, todėl tinka, pavyzdžiui, rinkos duomenų platinimui ar kitiems transliavimo atvejams.

Kaip veikia TCP ir UDP?

TCP ir UDP skiriasi patikimumo ir greičio aspektais. TCP yra patikimesnis, nes perduoda duomenų paketus nuosekliai ir visa apimtimi iš jūsų įrenginio į serverį. Tuo tarpu UDP veikia greičiau ir paprasčiau, nes neatlieka pakartotinių patikrinimų, tačiau dėl to neužtikrina, kad visi duomenų paketai bus pristatyti.

Kaip veikia TCP?

TCP veikia trimis etapais: ryšio užmezgimas, duomenų perdavimas ir ryšio nutraukimas. Perdavimo metu duomenys suskaidomi į segmentus, jiems priskiriami eilės numeriai, o praradus – siunčiami pakartotinai.

Štai kaip tai veikia praktikoje:

Ryšio užmezgimas 

1. 1.SYN (sinchronizavimo) segmentas. Serveriui siunčiamas SYN segmentas, kad būtų užmegztas ryšys ir suteiktas pradinis eilės numeris.
2. 2.SYN-ACK (sinchronizavimo patvirtinimo) segmentas. Serveris atsako SYN-ACK segmentu, patvirtindamas SYN ir pateikdamas savo eilės numerį. 
3. 3.ACK (patvirtinimo) segmentas. Serveriui siunčiamas ACK segmentas, patvirtinant gautą SYN-ACK ir taip užmezgant ryšį duomenų perdavimui.

Duomenų perdavimas

1. 1.Segmentavimas. Duomenys suskaidomi į mažesnius vienetus – segmentus – kad būtų galima juos perduoti.
2. 2.Nuoseklus pristatymas. Kiekvienam segmentui priskiriamas eilės numeris, kad duomenys gavėją pasiektų teisinga tvarka.
3. 3.Patvirtinimai ir pakartotinis siuntimas. Gavėjas siunčia patvirtinimus apie gautus segmentus. Jei siuntėjas per nustatytą laiką negauna patvirtinimo, nepristatytas segmentas siunčiamas iš naujo.
4. 4.Srauto valdymas. Remiantis „slankiojančio lango“ mechanizmu reguliuojamas perduodamų duomenų kiekis, kad būtų išvengta per didelio duomenų srauto.

Ryšio nutraukimas 

1. 1.FIN (užbaigimo) segmentas. Programa signalizuoja duomenų perdavimo pabaigą, išsiųsdama FIN segmentą.
2. 2.FIN patvirtinimas ACK segmentu. Gavėjas siunčia ACK segmentą, patvirtindamas gautą FIN segmentą.
3. 3.Antras FIN segmentas. Norėdamas užbaigti ryšį kita kryptimi, gavėjas gali išsiųsti dar vieną FIN segmentą, kurį siuntėjas patvirtina. Taip pat ryšys gali būti nutrauktas tik viena kryptimi, t. y. iš dalies.

Kadangi duomenys perduodami nuosekliai, tai padeda valdyti tinklo apkrovą ir srautą bei lengviau aptikti ir ištaisyti klaidas. Dėl to TCP padeda užtikrinti patikimą duomenų perdavimą.

Kaip veikia UDP?

UDP atlieka panašią funkciją kaip TCP, tačiau nenaudoja unikalių identifikatorių ar eilės numerių. Jis perduoda duomenis atskirais paketais, o ne nuolatiniu srautu. UDP neužtikrina, kad duomenų paketai bus gauti ta pačia tvarka, ir pakartotinai nesiunčia prarastų duomenų. Jo antraštėje pateikiami siuntėjo ir gavėjo prievadai, duomenų paketo ilgis ir kontrolinė suma. UDP turi labai ribotas klaidų taisymo galimybes ir neperduoda prarastų paketų iš naujo.

Štai kaip tai veikia praktikoje:

Siuntėjo pusė

1. 1.Duomenų paruošimas. Programa perduoda duomenis, kuriuos reikia išsiųsti naudojant UDP.
2. 2.UDP antraštės pridėjimas. UDP sluoksnis prideda antraštę, kurioje nurodoma:
   1. 1.Siuntėjo prievadas. Nurodo siunčiančios programos prievadą. 
   2. 2.Gavėjo prievadas. Nurodo gavėjo programos prievadą. 
   3. 3.Ilgis. UDP duomenų paketo ilgis, įskaitant antraštę ir duomenis. 
   4. 4.Kontrolinė suma. Naudojama baziniam klaidų aptikimui, kad gavėjas galėtų patikrinti duomenų vientisumą.
3. 3.Duomenų siuntimas per IP. UDP duomenų paketas perduodamas IP protokolui, kuris jį siunčia toliau. 
4. 4.IP paketo sudarymas. IP protokolas prideda antraštę su siuntėjo ir gavėjo IP adresais ir suformuoja paketą.
5. 5.Perdavimas tinklu. IP paketas perduodamas tinklu į paskirties įrenginį.

Gavėjo pusė

1. 1.Paketo gavimas. Paskirties įrenginys gauna IP paketą.
2. 2.IP antraštės pašalinimas. Pašalinus IP antraštę, UDP duomenų paketas atskiriamas tolesniam apdorojimui.
3. 3.UDP antraštės apdorojimas. UDP patikrina duomenų paketo vientisumą remdamasis kontroline suma.
4. 4.Perdavimas programai. UDP duomenų paketas nukreipiamas atitinkamai programai pagal antraštėje nurodytą gavėjo prievadą. 
5. 5.Programos apdorojimas. Gavėjo programa apdoroja duomenis. Kadangi UDP neužtikrina duomenų pristatymo ar eiliškumo, duomenų paketų praradimo, sumaišymo ar dubliavimo atveju šias problemas turi spręsti pati programa.

UDP veikia be išankstinio ryšio užmezgimo ir remiasi principu „siųsk ir pamiršk“, todėl duomenys perduodami gerokai greičiau nei TCP, nes nėra atliekami ryšio užmezgimo ir duomenų paketų tikrinimo etapai. Tačiau toks metodas reiškia, kad pirmenybė teikiama greičiui ir mažam vėlavimui, o ne patikimam duomenų perdavimui, todėl kai kuriais atvejais tai gali būti trūkumas.

Pagrindiniai TCP ir UDP skirtumai

Pagrindinis TCP ir UDP skirtumas yra tas, kad UDP yra greitesnis, nes nereikalauja patvirtinti duomenų gavimo ar jų siųsti iš naujo. Tačiau dėl to UDP gali būti mažiau patikimas ir saugus.

Pažiūrėkime, kuo šie protokolai skiriasi:

​​​​Kalbant apie UDP ir TCP naudojimą VPN kontekste, dažnai teigiama, kad „OpenVPN“ geriausiai veikia naudodamas UDP, nors gali būti naudojamas ir su kitais prievadais.

Taigi, kas geriau – UDP ar TCP? Viskas priklauso nuo to, kam juos naudojate. Jei jums svarbus greitas ir nuolatinis duomenų perdavimas, būtinas sklandžiam programos veikimui, verta rinktis UDP. O jei prioritetas yra stabilumas ir patikimumas, TCP yra tinkamesnis pasirinkimas, nes užtikrina patikimą duomenų perdavimą.

Kuris greitesnis – UDP ar TCP?

UDP paprastai yra greitesnis nei TCP, nes nereikia užmegzti ryšio ir atlikti papildomų patikrinimų, pavyzdžiui, pakartotinai siųsti duomenų ar užtikrinti jų nuoseklaus perdavimo.

Dėl to UDP yra spartesnis, tačiau mažiau patikimas. TCP perduoda duomenis nuosekliai ir naudoja daugiau srauto valdymo mechanizmų. Tai užtikrina stabilesnį ir saugesnį ryšį, tačiau gali sumažinti greitį dėl nuolatinio keitimosi informacija tarp siuntėjo ir gavėjo.

Kuris saugesnis – UDP ar TCP?

Nors nė vienas iš šių protokolų savaime neužtikrina šifravimo, TCP padeda išlaikyti duomenų vientisumą ir sumažina jų sugadinimo tikimybę. Tuo tarpu UDP pirmenybę teikia greičiui, todėl duomenys gali būti prarasti arba gauti ne ta tvarka.

Tačiau duomenų patikimumas ir vientisumas (pakartotinis siuntimas ar eiliškumas) negarantuoja saugumo. TCP patikimumo mechanizmai gali padėti užtikrinti duomenų vientisumą nekenkėjiškoje aplinkoje, tačiau jie nepakeičia šifravimo ar autentifikavimo. Duomenų saugumas užtikrinamas naudojant tokius protokolus kaip TLS (kuris veikia per TCP) arba integruotas saugumo funkcijas, kaip QUIC (kuris veikia per UDP).

Ką naudoja „OpenVPN“ – TCP ar UDP?

„OpenVPN“ palaiko tiek TCP, tiek UDP – kurį pasirinkti, priklauso nuo jūsų poreikių. „OpenVPN“ yra atvirojo kodo VPN protokolas, kurį naudoja daugelis žinomų VPN paslaugų teikėjų, įskaitant „NordVPN“.

UDP puikiai tinka žaidimams, vaizdo transliacijoms ir VoIP paslaugoms. Nors gali būti prarasta viena ar kita duomenų paketo dalis, ryšys paprastai išlieka stabilus. Tuo tarpu naudojant TCP tokiose situacijose gali atsirasti trikdžių (ypač jei jungiatės prie serverių kitame pasaulio krašte), o tai gali smarkiai pabloginti naudojimosi patirtį. Todėl „OpenVPN“ naudojant TCP geriau tinka el. paštui, naršymui ir failų perdavimui. Diegiant VPN svarbu pasirinkti sprendimą, kuris geriausiai atitiktų jūsų konkrečius poreikius. „NordVPN“ programėlėje galite lengvai perjungti „OpenVPN“ protokolą iš UDP į TCP ir atvirkščiai.

Taip pat galite peržiūrėti mūsų vaizdo įrašą anglų kalba apie TCP ir UDP skirtumus.

Kurį protokolą naudoja „NordVPN“?

„NordVPN“ siekia užtikrinti geriausią naršymo patirtį neprarandant greičio, todėl pagal numatytuosius nustatymus naudoja UDP protokolą. Rekomenduojama pirmiausia išbandyti UDP ir tik susidūrus su problemomis pereiti prie TCP.

Kaip pakeisti UDP į TCP „NordVPN“ („Windows“ įrenginiuose):

1. 1.Atidarykite „Settings“ (nustatymus) paspaudę krumpliaračio piktogramą viršutiniame dešiniajame kampe.
2. 2.Kairėje pasirinkite „Advanced“.
3. 3.Skiltyje „Protocol“ pasirinkite TCP.

Kaip pakeisti UDP į TCP „NordVPN“ („macOS“ įrenginiuose):

1. 1.Atidarykite „Preferences“ paspaudę slankiklio piktogramą viršutiniame kairiajame kampe arba meniu juostoje pasirinkę „NordVPN“, o tada – „Preferences“ (spartusis klavišas: Cmd + ,).
2. 2.Parinktis „Connection: Prefer UDP over TCP“ bus įjungta pagal numatytuosius nustatymus – išjunkite ją nuimdami varnelę.

Jei sumažėjo greitis, išbandykite kelis būdus VPN greičiui pagerinti.