TCP (伝送制御プロトコル) と UDP (ユーザー データグラム プロトコル) は、コンピュータ ネットワークでデータを伝送するために一般的に使用される 2 つのネットワーク伝送プロトコルです。これらには異なる特性と適用可能なシナリオがあります。この記事では、読者がニーズに合った伝送プロトコルを理解し、選択できるように、TCP と UDP の動作原理、特性、およびアプリケーション シナリオを比較します。
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1: TCP (伝送制御プロトコル)
TCP は、信頼性の高いデータ送信を提供する接続指向のプロトコルです。それはこのように動作します：
1. 接続を確立する
通信を開始する前に、送信者と受信者は接続を確立する必要があります。このプロセスは「スリーウェイ ハンドシェイク」と呼ばれ、送信者が接続要求を送信し、受信者が確認応答を返し、最後に送信者が再度確認応答を返します。
2. 信頼性
TCP は、シーケンス番号と確認応答メカニズムを使用して、データの信頼性の高い送信を保証します。送信側はデータを小さなデータブロックに分割し、各データブロックにシーケンス番号を割り当て、データ受信後、受信側は確認メッセージを送信し、送信側は受信した確認メッセージに従って、失われたデータを再送するかどうかを決定します。
3. 混雑制御
TCP には、ネットワークの輻輳を回避するためにデータ送信速度を調整する輻輳制御メカニズムがあります。ネットワークが混雑すると、TCP はネットワークの安定性を確保するためにデータの送信速度を下げます。
TCP は信頼性の高いデータ送信と輻輳制御メカニズムを提供するため、ファイル転送、電子メール、Web ブラウジングなど、高いデータ整合性が必要なアプリケーション シナリオに適しています。
2: UDP (ユーザー データグラム プロトコル)
UDP は、信頼性の低いデータ送信を提供するコネクションレス型プロトコルです。それはこのように動作します：
1. 接続できない
TCP とは異なり、UDP では通信を開始する前に接続を確立する必要はありません。送信者は確認メッセージを待たずにデータ パケットを受信者に直接送信します。
2. 信頼性の低さ
UDP は信頼性の高いデータ送信を提供しないため、データ パケットが失われたり、重複したり、順序が狂ったりする可能性があります。最も基本的なデータ転送機能のみを提供します。
3. 低遅延
UDP には接続の確立と確認のメカニズムがないため、待ち時間が短くなります。オーディオ、ビデオ、リアルタイム ゲームなど、リアルタイム要件が高いアプリケーション シナリオに適しています。
UDP の特性により、一部の特定のアプリケーションでより適用可能です。たとえば、ビデオ ストリームの送信では、ある程度のデータ損失を許容し、送信のリアルタイム性により注意を払うことができます。さらに、UDP は、DNS 解決、SNMP ネットワーク管理、その他の分野でもよく使用されます。
3: TCP と UDP の比較
1.接続性
TCP はコネクション指向であり、UDP はコネクションレスです。
2. 信頼性
TCP は信頼性の高いデータ送信を提供しますが、UDP は信頼性の保証を提供しません。
3. 伝送効率
UDPは接続確立・確認機構を持たないため伝送効率が高いのに対し、TCPは信頼性を保証するものの伝送効率は相対的に低い。
4. 遅延
UDP は遅延が低く、リアルタイム要件が高いアプリケーションに適しています。TCP は遅延が高くなりますが、データの整合性を保証できます。
4: 適切なプロトコルを選択する
実際のアプリケーションでは、TCP または UDP の選択は特定のニーズによって異なります。データの信頼性と順序に関する厳しい要件がある場合、または大規模なファイル転送などのタスクが必要な場合は、TCP の方が適しています。UDP は、リアルタイム要件が高く、データ送信量が少なく、特定のパケット損失が許容されるアプリケーションに適しています。
TCP と UDP はネットワーク通信で一般的に使用されるトランスポート層プロトコルであり、信頼性、接続性、伝送効率の点で異なります。適切なプロトコルの選択は、アプリケーションのシナリオと要件によって異なります。TCP と UDP の特性を理解することは、ネットワーク アプリケーションの設計と最適化を改善し、データ送信の効率とパフォーマンスを向上させるのに役立ちます。