TCP बनाम UDP: विश्वसनीयता बनाम दक्षता की बहस को समझना

आज हम TCP पर ध्यान केंद्रित करके शुरुआत करेंगे। लेयरिंग पर आधारित अध्याय में हमने एक महत्वपूर्ण बिंदु का उल्लेख किया था। नेटवर्क लेयर और उससे नीचे, मुख्य रूप से होस्ट-टू-होस्ट कनेक्शन होते हैं, जिसका अर्थ है कि किसी कंप्यूटर से कनेक्ट होने के लिए उसे यह जानना आवश्यक है कि दूसरा कंप्यूटर कहाँ स्थित है। हालांकि, नेटवर्क में संचार अक्सर इंटर-मशीन संचार के बजाय इंटर-प्रोसेस संचार होता है। इसलिए, TCP प्रोटोकॉल पोर्ट की अवधारणा प्रस्तुत करता है। एक पोर्ट पर केवल एक ही प्रोसेस हो सकता है, जो विभिन्न होस्ट पर चल रहे एप्लिकेशन प्रोसेस के बीच सीधा संचार प्रदान करता है।

ट्रांसपोर्ट लेयर का कार्य विभिन्न होस्ट पर चल रही एप्लिकेशन प्रक्रियाओं के बीच प्रत्यक्ष संचार सेवाएं प्रदान करना है, इसलिए इसे एंड-टू-एंड प्रोटोकॉल भी कहा जाता है। ट्रांसपोर्ट लेयर नेटवर्क के मुख्य विवरणों को छुपाती है, जिससे एप्लिकेशन प्रक्रिया को ऐसा प्रतीत होता है जैसे दोनों ट्रांसपोर्ट लेयर इकाइयों के बीच एक तार्किक एंड-टू-एंड संचार चैनल मौजूद है।

TCP का पूरा नाम ट्रांसमिशन कंट्रोल प्रोटोकॉल है और इसे कनेक्शन-ओरिएंटेड प्रोटोकॉल के रूप में जाना जाता है। इसका अर्थ है कि एक एप्लिकेशन द्वारा दूसरे को डेटा भेजना शुरू करने से पहले, दोनों प्रक्रियाओं को हैंडशेक करना होता है। हैंडशेक एक तार्किक रूप से जुड़ी प्रक्रिया है जो डेटा के विश्वसनीय संचरण और व्यवस्थित प्राप्ति को सुनिश्चित करती है। हैंडशेक के दौरान, स्रोत और गंतव्य होस्ट के बीच नियंत्रण पैकेटों की एक श्रृंखला का आदान-प्रदान करके और सफल डेटा संचरण सुनिश्चित करने के लिए कुछ मापदंडों और नियमों पर सहमति बनाकर एक कनेक्शन स्थापित किया जाता है।

TCP क्या है? (माईलिंकिंग कानेटवर्क टैपऔरनेटवर्क पैकेट ब्रोकरयह TCP और UDP दोनों पैकेटों को प्रोसेस कर सकता है।)
टीसीपी (ट्रांसमिशन कंट्रोल प्रोटोकॉल) एक कनेक्शन ओरिएंटेड, विश्वसनीय, बाइट-स्ट्रीम आधारित ट्रांसपोर्ट लेयर संचार प्रोटोकॉल है।

संबंध-उन्मुखकनेक्शन-ओरिएंटेड का मतलब है कि टीसीपी संचार एक-से-एक होता है, यानी बिंदु-से-बिंदु अंत-से-अंत संचार, यूडीपी के विपरीत, जो एक ही समय में कई होस्ट को संदेश भेज सकता है, इसलिए एक-से-अनेक संचार प्राप्त नहीं किया जा सकता है।
भरोसेमंदTCP की विश्वसनीयता यह सुनिश्चित करती है कि नेटवर्क लिंक में बदलाव के बावजूद पैकेट रिसीवर तक विश्वसनीय रूप से पहुंचाए जाएं, जिससे TCP का प्रोटोकॉल पैकेट प्रारूप UDP की तुलना में अधिक जटिल हो जाता है।
बाइट-स्ट्रीम-आधारितTCP की बाइट-स्ट्रीम आधारित प्रकृति किसी भी आकार के संदेशों के प्रसारण की अनुमति देती है और संदेश क्रम की गारंटी देती है: भले ही पिछला संदेश पूरी तरह से प्राप्त न हुआ हो, और भले ही बाद के बाइट्स प्राप्त हो गए हों, TCP उन्हें प्रसंस्करण के लिए एप्लिकेशन लेयर तक नहीं पहुंचाएगा और स्वचालित रूप से डुप्लिकेट पैकेटों को हटा देगा।
एक बार होस्ट A और होस्ट B के बीच कनेक्शन स्थापित हो जाने के बाद, एप्लिकेशन को डेटा भेजने और प्राप्त करने के लिए केवल वर्चुअल संचार लाइन का उपयोग करना होता है, जिससे डेटा ट्रांसमिशन सुनिश्चित होता है। TCP प्रोटोकॉल कनेक्शन स्थापित करने, डिस्कनेक्शन करने और उसे बनाए रखने जैसे कार्यों को नियंत्रित करता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यहां वर्चुअल लाइन का अर्थ केवल कनेक्शन स्थापित करना है, TCP प्रोटोकॉल कनेक्शन का अर्थ केवल यह है कि दोनों पक्ष डेटा ट्रांसमिशन शुरू कर सकते हैं और डेटा की विश्वसनीयता सुनिश्चित कर सकते हैं। रूटिंग और ट्रांसपोर्ट नोड्स नेटवर्क डिवाइस द्वारा नियंत्रित किए जाते हैं; TCP प्रोटोकॉल का इन विवरणों से कोई लेना-देना नहीं है।

TCP कनेक्शन एक फुल-डुप्लेक्स सेवा है, जिसका अर्थ है कि होस्ट A और होस्ट B एक TCP कनेक्शन में दोनों दिशाओं में डेटा संचारित कर सकते हैं। अर्थात्, होस्ट A और होस्ट B के बीच द्विदिशात्मक प्रवाह में डेटा का स्थानांतरण हो सकता है।

TCP कनेक्शन के सेंड बफर में डेटा को अस्थायी रूप से संग्रहीत करता है। यह सेंड बफर तीन-तरफ़ा हैंडशेक के दौरान स्थापित किए गए कैश में से एक है। बाद में, TCP उचित समय पर सेंड कैश में मौजूद डेटा को गंतव्य होस्ट के रिसीव कैश में भेजता है। व्यवहार में, प्रत्येक पीयर के पास एक सेंड कैश और एक रिसीव कैश होता है, जैसा कि यहाँ दिखाया गया है:

सेंड बफर, सेंडर साइड पर TCP इम्प्लीमेंटेशन द्वारा बनाए रखा गया मेमोरी का एक क्षेत्र है जिसका उपयोग भेजे जाने वाले डेटा को अस्थायी रूप से स्टोर करने के लिए किया जाता है। जब कनेक्शन स्थापित करने के लिए थ्री-वे हैंडशेक किया जाता है, तो सेंड कैश को सेट अप किया जाता है और डेटा को स्टोर करने के लिए उपयोग किया जाता है। नेटवर्क कंजेशन और रिसीवर से प्राप्त फीडबैक के अनुसार सेंड बफर को गतिशील रूप से समायोजित किया जाता है।

रिसीव बफर, रिसीविंग साइड पर TCP इम्प्लीमेंटेशन द्वारा बनाए रखा गया मेमोरी का एक क्षेत्र है जिसका उपयोग प्राप्त डेटा को अस्थायी रूप से स्टोर करने के लिए किया जाता है। TCP प्राप्त डेटा को रिसीव कैश में स्टोर करता है और ऊपरी एप्लिकेशन द्वारा इसे पढ़ने की प्रतीक्षा करता है।

ध्यान दें कि सेंड कैश और रिसीव कैश का आकार सीमित होता है, कैश भर जाने पर, टीसीपी विश्वसनीय डेटा ट्रांसमिशन और नेटवर्क स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए कंजेशन कंट्रोल, फ्लो कंट्रोल आदि जैसी कुछ रणनीतियों को अपना सकता है।

कंप्यूटर नेटवर्क में, होस्टों के बीच डेटा का संचरण सेगमेंट के माध्यम से किया जाता है। तो पैकेट सेगमेंट क्या है?

TCP, आने वाले डेटा स्ट्रीम को छोटे-छोटे हिस्सों में बाँटकर और प्रत्येक हिस्से में TCP हेडर जोड़कर एक TCP सेगमेंट या पैकेट सेगमेंट बनाता है। प्रत्येक सेगमेंट को सीमित समय के लिए ही भेजा जा सकता है और यह अधिकतम सेगमेंट आकार (MSS) से अधिक नहीं हो सकता। नीचे जाते समय, पैकेट सेगमेंट लिंक लेयर से होकर गुजरता है। लिंक लेयर में एक अधिकतम ट्रांसमिशन यूनिट (MTU) होती है, जो डेटा लिंक लेयर से गुजरने वाले पैकेट का अधिकतम आकार होता है। अधिकतम ट्रांसमिशन यूनिट आमतौर पर संचार इंटरफ़ेस से संबंधित होती है।

तो एमएसएस और एमटीयू में क्या अंतर है?

कंप्यूटर नेटवर्क में, पदानुक्रमित संरचना बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि यह विभिन्न स्तरों के बीच के अंतरों को ध्यान में रखती है। प्रत्येक परत का एक अलग नाम होता है; परिवहन परत में, डेटा को सेगमेंट कहा जाता है, और नेटवर्क परत में, डेटा को आईपी पैकेट कहा जाता है। इसलिए, मैक्सिमम ट्रांसमिशन यूनिट (एमटीयू) को नेटवर्क परत द्वारा प्रेषित किए जा सकने वाले अधिकतम आईपी पैकेट आकार के रूप में समझा जा सकता है, जबकि मैक्सिमम सेगमेंट साइज (एमएसएस) परिवहन परत की एक अवधारणा है जो एक समय में टीसीपी पैकेट द्वारा प्रेषित किए जा सकने वाले डेटा की अधिकतम मात्रा को संदर्भित करती है।

ध्यान दें कि जब अधिकतम सेगमेंट आकार (MSS) अधिकतम ट्रांसमिशन यूनिट (MTU) से बड़ा होता है, तो नेटवर्क लेयर पर IP फ्रेग्मेंटेशन किया जाएगा, और TCP बड़े डेटा को MTU आकार के लिए उपयुक्त सेगमेंट में विभाजित नहीं करेगा। नेटवर्क लेयर पर IP लेयर के लिए एक अलग सेक्शन होगा।