TCP مقابل UDP: أفضل الاستخدامات و 11 اختلافات أساسية

بروتوكول التحكم في الإرسال (TCP) وبروتوكول بيانات المستخدم (UDP) هما بروتوكولات اتصال أساسية في جناح بروتوكول الإنترنت (IP) ، وتستخدم لإرسال البيانات بين الأجهزة عبر الشبكة.

في حين أن كلا البروتوكولات هي عناصر ضرورية للتسلسل الهرمي لنموذج OSI ، فإن طرقهما لتمكين نقل البيانات فريدة من نوعها تمامًا.

ما هو TCP (بروتوكول التحكم في النقل)؟

TCP هو بروتوكول موجه نحو الاتصال ينشئ رابطًا مخصصًا بين المرسل والمستقبل ، مما يسمح بتسليم البيانات الموثوق به والمرتبة والخطأ-وهو بروتوكول مثالي للحفاظ على سلامة البيانات.

ميزات ملحوظة لـ TCP:

• الموجهة نحو الاتصال: يقوم TCP بإنشاء اتصال بين الأجهزة قبل بدء نقل البيانات ويحافظ عليه حتى يكتمل الإرسال.
• مصداقية: يستخدم TCP الإقرارات ، والتحقق ، وإعادة الإرسال لضمان تسليم البيانات بدقة ودون خسارة.
• التسليم المطلوب: يضمن TCP تسليم حزم البيانات في التسلسل الصحيح ، مما يوفر دفق بيانات متماسك ومتسق.
• التحكم في التدفق: يدير TCP معدل نقل البيانات لتجنب الساحق لجهاز الاستقبال ، وضبط التدفق بناءً على سعة المتلقي.
• التحكم في الازدحام: يكتشف TCP احتقان الشبكة ويضبط سرعة نقل البيانات لمنع المزيد من الازدحام وضمان نقل البيانات الفعال.

تطبيقات مثالية لـ TCP:

يعد TCP الأنسب للتطبيقات التي تتطلب نقل بيانات موثوق ودقيق ، مثل:

• تصفح الويب
• البريد الإلكتروني
• نقل الملفات
• تدفق الفيديو (وليس البث المباشر)

ما هو UDP (بروتوكول بيانات المستخدم)؟

UDP هو بروتوكول بدون اتصال يركز على السرعة والكفاءة.على الرغم من أنه قادر على نقل البيانات السريعة ، إلا أنه لا يمكن أن يضمن دقة أو ترتيب أو تكامل البيانات-وهو خيار مناسب للتطبيقات الحساسة للوقت أو في الوقت الفعلي حيث يتم إعطاء الأولوية للموثوقية.

ميزات بارزة:

• بدون اتصال: لا ينشئ اتصالًا مخصصًا قبل إرسال البيانات ، مما يسمح بنقل أسرع أكثر كفاءة.
• لا يوجد خطأ في التحقق: لا يوفر فحص أو تصحيح خطأ مدمج ، مما يعني أنه لا يضمن تسليم البيانات بدقة.
• التسليم غير المرتب: لا يضمن تسليم حزم البيانات بالترتيب الذي تم إرساله ، مما قد يؤدي إلى تسليم خارج الطلب.
• اقل عبأ: لديه الحد الأدنى من البروتوكول النفقات العامة ، مما يتيح انتقال أسرع وانخفاض الكمون.
• البث والبث المتعدد: يمكن بسهولة إرسال البيانات إلى العديد من المستلمين في وقت واحد.

التطبيقات المثالية:

يعد UDP الأنسب للتطبيقات التي تعطي الأولوية للسرعة ويمكنها تحمل بعض فقدان البيانات أو التسليم خارج الطلب ، مثل:

• بث مباشر
• ألعاب على الانترنت
• صوت على IP (VoIP)
• مراقبة البيانات في الوقت الحقيقي

TCP مقابل UDP: 11 اختلافات أساسية

فيما يلي مقارنة مفصلة بين بروتوكول التحكم في الإرسال وبروتوكول بيانات المستخدم.

1.Sender-Receiver اتصال

TCP موجه نحو الاتصال

كبروتوكول موجه نحو الاتصال ، يقوم TCP بإنشاء اتصال مخصص بين المرسل والمستقبل قبل بدء نقل البيانات-على غرار إعداد مكالمة هاتفية حيث يوافق كلا الطرفين على التواصل.

يستخدم البروتوكول عملية مصافحة ثلاثية (SYN ، SYN-ack ، ACK) لإنشاء الاتصال ، وضمان أن يكون كلا الطرفين جاهزين للتواصل والاتفاق على المعلمات مثل أرقام التسلسل وأحجام النوافذ.

بمجرد إنشاء الاتصال ، يتعقب TCP حالة الاتصال ، مثل البيانات المرسلة والمستلمة ، وما إذا كان الاتصال مفتوحًا أو مغلقًا.

بعد اكتمال نقل البيانات ، ينهي TCP الاتصال باستخدام عملية مصافحة رباعية الاتجاه (FIN ، ACK ، FIN ، ACK) ، مما يؤكد نهاية الاتصال.

UDP بدون اتصال

UDP لا ينشئ اتصال مخصص ؛إنه ينقل البيانات ببساطة من المرسل إلى المتلقي دون أي مصافحة أولية.

مع عدم وجود اتصال مخصص ، لا يتتبع UDP حالة الاتصال ، ويتم إرسال كل حزمة بشكل مستقل دون إدراك الحزم السابقة أو اللاحقة.يسمح هذا الافتقار إلى صيانة الاتصال بنقل البيانات بشكل أسرع ، حيث لا يوجد أي مراقبة لقناة الاتصال.

بالإضافة إلى ذلك ، لا يتطلب UDP عملية إنهاء الاتصال - عندما يتوقف المرسل عن إرسال البيانات ، يتم قطع قناة الاتصال.

2. الموثوقية والتحقق من الخطأ

يتحقق TCP من نقل البيانات

يضمن بروتوكول التحكم في الإرسال نقل بيانات موثوق به من خلال التحقق من أن البيانات يتم تسليمها بدقة وكاملة بين المرسل والمستقبل.يتم ذلك من خلال سلسلة من الشيكات والتوازنات ، مثل الإقرارات والتحققات ، والتي تؤكد أن البيانات قد تم استلامها وخالية من الفساد.

إذا فقدت البيانات أو تحدث أخطاء أثناء الإرسال ، فإن TCP يعيد إعادة نقل حزم البيانات للحفاظ على الدقة والاكتمال.تجعل هذه الموثوقية TCP الخيار المثالي للتطبيقات مثل نقل الملفات وتصفح الويب.

UDP لا يتتبع نقل البيانات

لا يتتبع بروتوكول بيانات بيانات المستخدم عمليات نقل البيانات ويؤدي الحد الأدنى من فحص الأخطاء ، مع التركيز بدلاً من ذلك على السرعة والكفاءة.لهذا السبب ، لا يضمن UDP أن البيانات تصل إلى وجهتها سليمة أو خالية من الفساد.

تجعل السرعة أكثر من موثوقية مفاضلة UDP مناسبة للتطبيقات الحساسة للوقت مثل تدفق الفيديو أو الألعاب عبر الإنترنت ، حيث قد يكون الخسارة العرضية للبيانات مقبولة.

3. نقل حزم البيانات

يوفر TCP نقل البيانات المتسلسل

يضمن TCP تسليم حزم البيانات بالترتيب الذي تم إرساله عن طريق تعيين رقم تسلسل لكل حزمة بيانات ، مما يسمح للمستقبل بإعادة تجميع البيانات في التسلسل الصحيح.إذا وصلت الحزم خارج الترتيب ، فسيتمسك TCP بها وانتظر وصول أي حزم مفقودة قبل توصيلها إلى التطبيق.

UDP لا يضمن أمر البيانات

لا تضمن UDP أن تصل حزم البيانات بالترتيب الذي تم إرساله.على عكس TCP ، لا يقوم UDP بتعيين أرقام تسلسل لحزم البيانات ، مما يعني أنها قد تصل إلى الخارج أو تضيع أثناء الإرسال.

على الرغم من أن هذا الافتقار إلى الطلب يمكن أن يؤدي إلى فجوات أو معلومات مفككة ، إلا أنه يمكن أن يؤدي أيضًا إلى نقل البيانات بشكل أسرع نظرًا لعدم وجود حاجة لتتبع أو إعادة ترتيب الحزم.

4. التحكم في التدفق والتحكم في الازدحام

يوفر TCP نقل بيانات مستقر

يستخدم بروتوكول التحكم في الإرسال آليات التحكم في التدفق والازدحام لنقل البيانات الفعال والمستقر.

يدير التحكم في التدفق معدل نقل البيانات استنادًا إلى قدرة المستلم ، مما يمنع المرسل من الساحق في المتلقي - يتم ذلك من خلال طريقة نافذة منزلق ، والتي تقوم بضبط تدفق البيانات وفقًا لقدرة المتلقي على معالجة البيانات الواردة.

خوارزميات التحكم في الازدحام في TCP مراقبة شروط الشبكة وضبط معدل نقل البيانات.إذا تم اكتشاف الازدحام ، فإن TCP يبطئ الإرسال لمنع مزيد من الازدحام والحفاظ على تدفق البيانات السلس عبر الشبكة.

يفتقر UDP إلى آليات التحكم في البيانات

لا يحتوي بروتوكول بيانات المستخدم على تدفق أو آليات التحكم في التدفق المدمج لمراقبة سعة المتلقي أو شروط الشبكة.

على الرغم من أن هذا الافتقار إلى التحكم يسمح بنقل البيانات السريع والفعال ، إلا أنه يتراوح التكلفة المحتملة لعملية التحميل الزائد للاستقبال وازدحام الشبكة ، مما قد يؤدي إلى مشكلات مثل فقدان الحزم والتأخير والارتعاش.

5. الشبكات العامة

يتطلب TCP المزيد من البيانات

يحتوي TCP على المزيد من النفقات العامة بسبب طبيعته الموجهة نحو الاتصال ، والذي يتضمن إنشاء اتصال قبل نقل البيانات وإنهائه بعد ذلك.

يتطلب TCP بيانات إضافية عند تأكيد استلام حزم البيانات ، والتحقق من الأخطاء ، مما يساهم في المزيد من النفقات العامة.على الرغم من أن هذا النفقات العامة يمكن أن تبطئ الإرسال ، إلا أنه يوفر موثوقية ودقة للبيانات ، مما يجعل TCP مناسبًا للتطبيقات مثل تصفح الويب والبريد الإلكتروني ونقل الملفات.

UDP أخف وزنا وأسرع

يأتي UDP مع الحد الأدنى من النفقات العامة بسبب طبيعته بدون اتصال وعدم وجود مراقبة بين المرسل والمستقبل.يتيح ذلك أن يعمل مع انخفاض زمن الوصول ونقل أسرع ، ولكن عدم فحص الأخطاء واتصال المرسل/المتلقي يمكن أن يؤدي إلى فقدان البيانات أو الفساد.

6. التعامل مع حجم البيانات الكبيرة

يمكن لـ TCP التعامل مع حزم البيانات الكبيرة

نظرًا لقدرتها على إنشاء اتصال مخصص ، يمكن لـ TCP التعامل مع مجموعات بيانات كبيرة بشكل موثوق عن طريق تقسيمها إلى حزم أصغر لإرسالها وإعادة تجميعها في الطرف المتلقي.

UDP أفضل مع حزم البيانات الأصغر

على الرغم من أن UDP يمكنه التعامل مع الملفات الأكبر ، إلا أن طبيعتها بدون اتصال أكثر ملاءمة لنقل حزم البيانات الأصغر.

7. الدولة

يحافظ TCP على معلومات الدولة

بمجرد بدء نقل البيانات ، يتتبع TCP حالة الاتصال ، بما في ذلك أرقام التسلسل لحزم البيانات ، وإقرارات المتلقي ، وأي متطلبات إعادة الإرسال.يتيح ذلك TCP توفير التحكم في التدفق ، والتحقق من الأخطاء ، والحفاظ على سلامة البيانات أثناء اتصال المرسل/المتلقي.

UDP عديمة الجنسية

لا يقوم بروتوكول بيانات المستخدم (UDP) بتتبع الاتصالات المستمرة أو الحفاظ على معلومات الحالة أثناء الاتصال.يرسل UDP حزم البيانات بشكل مستقل دون تتبع تسلسل أو إقرار الحزم.هذا يجعل نقل البيانات أسرع ولكنه يزيد أيضًا من خطر فقدان البيانات أو الازدواجية أو الفساد.

8. Port Multiplexing

يدعم TCP تعدد الإرسال المنفذ

يدعم TCP تعدد الإرسال للمنفذ ، مما يسمح للتطبيقات المتعددة باستخدام منفذ الشبكة نفسه مع استمرار إدارة بياناتهم بشكل منفصل.يتم ذلك عن طريق استخدام اتصالات مختلفة على نفس المنفذ ، تم تحديد كل منها بواسطة مجموعة فريدة من عناوين IP وأرقام المنافذ.

يدعم UDP تعدد الإرسال المحدود للمنفذ

يدعم UDP أيضًا تعدد الإرسال المنفذ باستخدام مجموعة فريدة من عناوين IP وأرقام المنافذ.

ومع ذلك ، نظرًا لطبيعتها عديمة الجنسية ، غالبًا ما يتم استخدام UDP للاتصالات الأكثر بساطة وأسرع مثل البث المباشر والألعاب عبر الإنترنت.

9. نقاط الضعف الأمنية

ضعف TCP لتوليف هجمات الفيضان

يمكن أن يكون TCP عرضة لهجمات الفيضان ، حيث يرسل المهاجم العديد من طلبات SYN (المزامنة) إلى خادم دون إكمال عملية المصافحة الثلاثية.يمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة الحمل الخادم حيث يتم تخصيص الموارد لاتصالات نصف فتحة ، مما قد يتسبب في تعطل الخادم أو عدم الاستجابة وتعطيل الاتصالات المشروعة.

لمواجهة هذه الهجمات ، يمكن لـ TCP تنفيذ ملفات تعريف الارتباط SYN للتحقق من طلبات الاتصال دون تخصيص الموارد واستخدام الحد من المعدل للسيطرة على معدلات الطلب الواردة وتخفيف تأثير هجمات الفيضان SYN.

ضعف UDP لهجمات DDOS

يمكن أن يكون UDP عرضة ل هجمات رفض الخدمة (DDOS) الموزعة التي تستغل افتقارها إلى إنشاء اتصال.في مثل هذه الهجمات ، يقوم المهاجمون بإغراق خادم بحجم كبير من حزم UDP من مصادر متعددة ، مما تسبب في ازدحام الشبكة أو انقطاع الخدمة.

للحماية من هذه الهجمات ، يمكن للخدمات المستندة إلى UDP تنفيذ الحد من الأسعار ، والتصفية ، وحظر IP لإدارة حركة المرور الواردة ومنح المصادر الضارة.يمكن لجدران الحماية وأنظمة الكشف عن التسلل مراقبة أنماط حركة المرور ، واكتشاف الحالات الشاذة ، وتوفير تحذيرات مبكرة للمساعدة في الاستجابة للهجمات المحتملة.

10. البث المتعدد والبث

يعمل TCP للاتصال الفردي

TCP) ليس هو الخيار الأفضل للبث المتعدد.إن طبيعتها الموجه نحو الاتصال ومتطلبات الاعترافات تجعلها أكثر ملاءمة للتواصل الفردي بدلاً من سيناريوهات فردية.

تم تصميم UDP للبث المتعدد

تتيح الطبيعة بدون اتصال من UDP ونقل البيانات الفعالة معالجة التواصل الواحد بشكل فعال ، مما يجعلها خيارًا مثاليًا للبث أو البيانات المتعددة إلى العديد من المستلمين.

11. الرؤوس

يحتوي TCP على رأس متغير طول

تحتوي رؤوس الطول المتغيرة لـ TCP على حقول توفر معلومات للتحكم في التدفق ، واكتشاف الأخطاء ، وترتيب حزمة البيانات المناسبة أثناء الإرسال.تشمل الحقول الرئيسية في رؤوس TCP.

• أرقام التسلسل والاعتراف لتتبع حزم البيانات.
• أعلام مثل SYN و ACK و FIN لإدارة إعداد الاتصال وإنهائه.
• الحد الأقصى لحجم الجزء (MSS) وتوسيع النافذة لتحسين نقل البيانات.

يمتلك UDP رأسًا ثابتًا

رؤوس UDP أبسط من رؤوس TCP ، مع التركيز على السرعة على الموثوقية.يحتوي الرأس على أربعة حقول رئيسية:

• منفذ المصدر ومنفذ الوجهة لتحديد نقاط نهاية الاتصال.
• طول لتحديد حجم الحزمة.
• Checksum للكشف عن الأخطاء أثناء الإرسال ، ولكن عادة اختياري.