Giao thức TCP và UDP - Phân biệt sự khác nhau cơ bản
TCP và UDP là các giao thức hoạt động trên IP được sử dụng rộng rãi nhất trên mạng Internet hiện nay. Vậy cụ thể TCP và UDP có cách thức truyền tin khác nhau như thế nào, có các trạng thái và phương thức truyền cơ bản nào? Tìm hiểu thông tin dưới đây cùng Bizfly Cloud nhé!
TCP (Transmission Control Protocol)
- Là giao thức hướng kết nối (connection-oriented) nghĩa là khi muốn truyền dữ liệu thì phải thiết lập kết nối trước.
- Hỗ trợ cơ chế Full-duplex (truyền và nhận dữ liệu cùng 1 lúc).
- Cung cấp cơ chế đánh giá số gói tin (Sequencing): để ráp gói tin cho đúng ở điểm nhận.
- Cung cấp cơ chế báo nhận ( Acknowledgement ): khi A gửi dữ liệu cho B, B nhận được thì gửi gói tin cho A xác nhận là đã nhận. Nếu không nhận được tin xác nhận thì A sẽ gửi cho đến khi B báo nhận thì thôi.
- Phục hồi dữ liệu bị mất trên đường truyền (A gửi mà không thấy B xác nhận sẽ gửi lại). TCP Header: do là giao thức tin cậy nên header của TCP rất phức tạp.
- 32-bit sequence number: dùng để đánh số thứ tự gói tin ( từ số sequence nó sẽ tính được số byte đã được truyền)
- 32-bit acknowledgement number: dùng để báo nó đã nhận được gói tin nào và nó mong nhận được byte mang số thứ tự nào tiếp theo.
- 4-bit header length: cho biết toàn bộ header dài bao nhiêu word (1 word = 4 byte).
- Phần ký tự (trước 16-bit window size): là các bit dùng để điều khiển cờ (flag) ACK, cờ Sequence,...
- 16-bit urgent pointer: được sử dụng trong trường hợp cần ưu tiên dữ liệu (kết hợp với bit điều khiển u r g ở trên).
- Các trường ở trên là cố định, trường Options để lập trình thêm các tính năng cho TCP nếu có nhu cầu.
Tìm hiểu thêm: TCP là gì? Ưu điểm và cách Hoạt động như thế nào?
UDP (User Datagram Protocol)
- Là loại giao thức connectionless (nghĩa là có gói tin nào đẩy ngay vào đường truyền mà không cần thiết lập kết nối trước ).
- Không đảm bảo tính tin cậy khi truyền dữ liệu và không có cơ chế phục hồi dữ liệu ( nó không quan tâm gói tin có đến đích hay không, không biết gói tin có bị mất mát trên đường đi hay không ).
- UDP là lựa chọn tối ưu khi yêu cầu tốc độ và không cần quan tâm đến sửa lỗi.
VD: UDP thường được sử dụng cho chương trình phát sóng trực tiếp và trò chơi trực tuyến
UDP Header
- 16-bit source port, 16-bit destination port: tầng Transport dùng 1 cặp source port và destination port để định danh 1 session đang truy nhập vào đường truyền của kết nối UDP. Ta có thể coi port là địa chỉ của tầng Transport (giao thức DNS chạy UDP port 53, TFTP port 69,...).
- 16-bit UDP length: cho biết toàn bộ gói tin UDP dài tổng cộng bao nhiêu byte. Ta thấy 16-bit thì sẽ có tổng cộng 2^16 byte = 65536 giá trị ( từ 0 -> 65536 ). - 16-bit UDP checksum : sử dụng thuật toán mã vòng CRC để kiểm soát lỗi ( chỉ kiểm tra 1 cách hạn chế ).
- Các ứng dụng sử dụng UDP là: VoIP, video conference, DNS, TFTP,...
Tìm hiểu thêm: UDP là gì? Các ứng dụng và tính năng phổ biến của UDP
Các trạng thái TCP (TCP state transition diagram)
- Các kết nối TCP tồn tại ở 3 pha :
- Thiết lập kết nối
- Truyền dữ liệu
- Kết thúc kết nối
- Các trạng thái của socket trong các pha :
- LISTEN
- SYN-SENT
- SYN-RECEIVED
- ESTABLISHED
- FIN-WAIT
- CLOSE-WAIT
- CLOSING
- LAST-ACK
- TIME-WAIT
- CLOSED
Quá trình thiết lập kết nối (Three-way Handshake)
- Trạng thái kết nối là LISTEN khi Host B đang đợi yêu cầu kết nối từ một TCP và cổng bất kỳ ở xa ( trạng thái này thường do các TCP server đặt )
- Khi Host A muốn thực hiện một phiên kết nối đến Host B , client sẽ gửi một TCP segment với cờ ( flag ) SYN được thiết lập ( bật ) . Trạng thái kết nối lúc này sẽ là SYN_SENT .
- Host B sau khi nhận TCP segment của Host A , nó tiến hành đáp lời cho Host A một gói TCP segment với cờ SYN và ACK được thiết lập . Trạng thái kết nối lúc này sẽ là SYN_RECEIVED .
- Host A sau khi nhận TCP segment của Host B , nó tiến hành trả lời cho Host B một TCP segment với cờ ACK được thiết lập . Điều này cho biết quá trình thực hiện bắt tay 3 bước đã hoàn tất . Trạng thái kết nối lúc này là ESTABLISHED .
Quá trình hủy kết nối (Four-way Handshake)
- Đóng một kết nối được thực hiện bởi 1 bên gửi TCP segment với cờ FIN được thiết lập , giả sử bên Host A sẽ yêu cầu đóng kết nối trước . Quá trình đóng kết nối được bắt đầu bằng việc Host A gửi 1 TCP Segment với cờ FIN được thiết lập . Trạng thái Host B lúc này sẽ là CLOSE_WAIT , trạng thái Host A lúc này sẽ là FIN_WAIT_1 .
- Sau khi Host B nhận được TCP segment của Host A , Host B đáp lời cho Host A một gói TCP segment với cờ ACK được bật lên . Tại thời điểm này Host A đi vào trạng thái FIN_WAIT_2 .
- Đến đây xem như Host A đã đóng kết nối , tiếp theo đến Host B đóng kết nối , tương tự giống như Host A , Host B gửi 1 TCP segment với cờ FIN được thiết lập đến Host A . Trạng thái Host B lúc này là LAST_ACK , trong khi đó Host A đi vào trạng thái là TIME_WAIT .
- Cuối cùng Host A thừa nhận TCP segment mà Host B gửi bằng việc nó gửi lại cho Host B một TCP Segment với cờ ACK được thiết lập , trạng thái kết nối lúc này là CLOSED .
Truyền dữ liệu Half-duplex và Full-duplex
- Trên một môi trường truyền dẫn ( VD trên 1 sợi cáp đồng ), thông tin lan truyền giữa các thiết bị mạng có thể được thực hiện theo nhiều dạng thức khác nhau như: chỉ cho phép truyền 1 chiều ( quá trình t1 ) từ thiết bị mạng này tới thiết bị mạng khác trong 1 đơn vị thời gian, quá trình t2 chỉ được thực hiện khi quá trình t1 kết thúc. Dạng thức này gọi là Half-duplex. Trong trường hợp môi trường truyền và các thiết bị mạng có thể hoạt động song song cùng lúc để quá trình t1 và t2 xảy ra đồng thời ta có dạng thức truyền Full-duplex.
- Half-duplex: giữa 2 đường truyền dữ liệu và luồng tin, chỉ truyền theo 1 hướng tại 1 thời điểm khi 1 thiết bị hoàn thành việc truyền dẫn, nó phải chuyển môi trường truyền đến thiết bị khác . Một thiết bị có thể đóng vai trò THU và PHÁT tín hiệu nhưng tại 1 thời điểm nó chỉ có thể thực hiện 1 vai trò duy nhất.
VD: Hoạtđộng của bộ tọa đàm điện thoại, mạng LAN có sử dụng các thiết bị trung tâm là thiết bị Layer 1 thì luôn sử dụng Half-duplex.
- Full-duplex: cho phép dữ liệu truyền đồng thời trên cả 2 đường, mỗi thiết kế sẽ có 1 kênh riêng. Mỗi thiết bị có thể đồng thời vừa PHÁT lại vừa THU tín hiệu .
Các modem máy tính đều hoạt động theo phương thức này , mạng LAN sử dụng toàn thiết bị tập trung Layer 2 hoặc 2 máy tính kết nối trực tiếp với nhau đều có thể sử dụng.
- Bên cạnh đó, có thể áp dụng dạng truyền Simple Mode. Thông tin chỉ truyền theo 1 chiều quy định trước, một thiết bị chỉ đóng vai trò THU hoặc PHÁT cố định. Hệ thống báo cháy dùng phương thức này
Theo Bizfly Cloud chia sẻ
>> Có thể bạn quan tâm: Giao thức ICMP, các loại ICMP messenger thường thấy, các lệnh cơ bản
