TCP ve UDP: Güvenilirlik ve Verimlilik Tartışmasının Gizemini Çözmek

Bugün TCP'ye odaklanarak başlayacağız. Katmanlama bölümünde daha önce önemli bir noktadan bahsetmiştik. Ağ katmanında ve altında, daha çok ana bilgisayardan ana bilgisayara bağlantılar söz konusudur; yani bilgisayarınızın başka bir bilgisayara bağlanabilmesi için nerede olduğunu bilmesi gerekir. Ancak, bir ağdaki iletişim genellikle makineler arası iletişimden ziyade süreçler arası iletişimdir. Bu nedenle, TCP protokolü port kavramını tanıtır. Bir port yalnızca bir işlem tarafından kullanılabilir ve bu da farklı ana bilgisayarlarda çalışan uygulama süreçleri arasında doğrudan iletişim sağlar.

Taşıma katmanının görevi, farklı sunucularda çalışan uygulama süreçleri arasında doğrudan iletişim hizmetleri sağlamaktır; bu nedenle uçtan uca protokol olarak da bilinir. Taşıma katmanı, ağın temel ayrıntılarını gizleyerek, uygulama sürecinin iki taşıma katmanı varlığı arasında mantıksal bir uçtan uca iletişim kanalı varmış gibi görmesini sağlar.

TCP, İletim Kontrol Protokolü anlamına gelir ve bağlantı odaklı bir protokol olarak bilinir. Bu, bir uygulamanın diğerine veri göndermeye başlamadan önce iki işlemin el sıkışması yapması gerektiği anlamına gelir. El sıkışması, verilerin güvenilir bir şekilde iletilmesini ve düzenli bir şekilde alınmasını sağlayan mantıksal olarak bağlantılı bir süreçtir. El sıkışması sırasında, kaynak ve hedef ana bilgisayarlar arasında bir dizi kontrol paketi alışverişi yapılarak ve başarılı veri iletimini sağlamak için bazı parametreler ve kurallar üzerinde anlaşmaya varılarak bir bağlantı kurulur.

TCP nedir? (Mylinking'inAğ BağlantısıVeAğ Paket Aracısıhem TCP hem de UDP paketlerini işleyebilir.)
TCP (İletim Kontrol Protokolü), bağlantı odaklı, güvenilir, bayt akışına dayalı bir taşıma katmanı iletişim protokolüdür.

Bağlantı odaklıBağlantı odaklı olması, TCP iletişiminin bire bir, yani uçtan uca iletişim olduğu anlamına gelir; UDP ise aynı anda birden fazla sunucuya mesaj gönderebildiği için bire çok iletişim sağlanamaz.
GüvenilirTCP'nin güvenilirliği, ağ bağlantısındaki değişikliklerden bağımsız olarak paketlerin alıcıya güvenilir bir şekilde iletilmesini sağlar; bu da TCP'nin protokol paket formatını UDP'ninkinden daha karmaşık hale getirir.
Bayt akışı tabanlıTCP'nin bayt akışına dayalı yapısı, her boyuttaki mesajın iletilmesine olanak tanır ve mesaj sırasını garanti eder: önceki mesaj tamamen alınmamış olsa bile ve sonraki baytlar alınmış olsa bile, TCP bunları işleme için uygulama katmanına iletmez ve yinelenen paketleri otomatik olarak atar.
A ve B sunucuları bağlantı kurduktan sonra, uygulama yalnızca sanal iletişim hattını kullanarak veri gönderip alabilir ve böylece veri iletimini sağlayabilir. TCP protokolü, bağlantı kurma, bağlantıyı kesme ve bağlantıyı sürdürme gibi görevleri kontrol etmekten sorumludur. Burada sanal hat ifadesinin yalnızca bağlantı kurmayı, TCP protokolü bağlantısının ise iki tarafın veri iletimine başlayabileceğini ve verinin güvenilirliğini sağlamayı ifade ettiğini belirtmek gerekir. Yönlendirme ve taşıma düğümleri ağ aygıtları tarafından ele alınır; TCP protokolünün kendisi bu ayrıntılarla ilgilenmez.

TCP bağlantısı, tam çift yönlü bir hizmettir; bu, A ve B sunucularının bir TCP bağlantısında her iki yönde de veri iletebileceği anlamına gelir. Yani, A ve B sunucuları arasında veri çift yönlü bir akışla aktarılabilir.

TCP, verileri geçici olarak bağlantının gönderme arabelleğinde saklar. Bu gönderme arabelleği, üç yönlü el sıkışma sırasında kurulan önbelleklerden biridir. Daha sonra TCP, gönderme önbelleğindeki verileri uygun zamanda hedef ana bilgisayarın alma önbelleğine gönderir. Uygulamada, her eşin burada gösterildiği gibi bir gönderme önbelleği ve bir alma önbelleği olacaktır:

Gönderme arabelleği, gönderen tarafındaki TCP uygulaması tarafından tutulan ve gönderilecek verileri geçici olarak depolamak için kullanılan bir bellek alanıdır. Bağlantı kurmak için üç yönlü el sıkışma gerçekleştirildiğinde, gönderme önbelleği oluşturulur ve verileri depolamak için kullanılır. Gönderme arabelleği, ağ tıkanıklığına ve alıcıdan gelen geri bildirime göre dinamik olarak ayarlanır.

Alma arabelleği, alıcı taraftaki TCP uygulamasının aldığı ve alınan verileri geçici olarak depolamak için kullandığı bir bellek alanıdır. TCP, alınan verileri alma önbelleğinde saklar ve üst uygulamanın bunları okumasını bekler.

Gönderme önbelleği ve alma önbelleğinin boyutunun sınırlı olduğunu unutmayın; önbellek dolduğunda TCP, güvenilir veri iletimini ve ağ istikrarını sağlamak için tıkanıklık kontrolü, akış kontrolü vb. stratejiler uygulayabilir.

Bilgisayar ağlarında, sunucular arasındaki veri iletimi segmentler aracılığıyla gerçekleştirilir. Peki, paket segmenti nedir?

TCP, gelen veri akışını parçalara ayırarak ve her parçaya TCP başlıkları ekleyerek bir TCP segmenti veya paket segmenti oluşturur. Her segment yalnızca sınırlı bir süre için iletilebilir ve Maksimum Segment Boyutunu (MSS) aşamaz. Paket segmenti, aşağı doğru ilerlerken bağlantı katmanından geçer. Bağlantı katmanının, veri bağlantı katmanından geçebilecek maksimum paket boyutu olan Maksimum İletim Birimi (MTU) vardır. Maksimum iletim birimi genellikle iletişim arayüzüyle ilişkilidir.

Peki MSS ve MTU arasındaki fark nedir?

Bilgisayar ağlarında hiyerarşik mimari çok önemlidir çünkü farklı seviyeler arasındaki farklılıkları dikkate alır. Her katmanın farklı bir adı vardır; taşıma katmanında veriye segment, ağ katmanında ise IP paketi denir. Bu nedenle, Maksimum İletim Birimi (MTU), ağ katmanı tarafından iletilebilecek maksimum IP paketi boyutu olarak düşünülebilirken, Maksimum Segment Boyutu (MSS) ise bir TCP paketi tarafından aynı anda iletilebilecek maksimum veri miktarını ifade eden bir taşıma katmanı kavramıdır.

Maksimum Segment Boyutu (MSS), Maksimum İletim Birimi (MTU)'dan büyük olduğunda, IP parçalama işlemi ağ katmanında gerçekleştirilecek ve TCP, daha büyük verileri MTU boyutuna uygun segmentlere bölmeyecektir. Ağ katmanında IP katmanına ayrılmış bir bölüm olacaktır.