الفرق بين TCP وUDP

في الاتصال على الإنترنت، تُستخدم طرق اتصال متعددة لإيصال البيانات إلى الطرف الآخر. ومن أشهرها TCP وUDP.

TCP طريقة اتصال تركز على إيصال البيانات بدقة. UDP طريقة اتصال تركز على جعل الآلية نفسها خفيفة وتسهيل تقليل التأخير.

لكن لا ينبغي مقارنة TCP وUDP من زاوية "أيهما أفضل". تُختار الطريقة المناسبة بحسب غرض الاتصال.

ما هو TCP

TCP طريقة اتصال تركز على الموثوقية.

في TCP، يُنشأ اتصال مع الطرف الآخر، وتُرسل البيانات وتُستقبل فوق ذلك الاتصال. يتحقق TCP مما إذا كانت البيانات المرسلة وصلت إلى الطرف الآخر، وإذا ضاعت بيانات في الطريق يعيد إرسالها.

كذلك، لا تصل البيانات على الشبكة دائمًا بالترتيب نفسه الذي أُرسلت به. يعطي TCP البيانات معلومات لإدارة الترتيب، وترتبها جهة الاستقبال في الترتيب الصحيح قبل التعامل معها.

لذلك يناسب TCP "الاتصالات التي تسبب فيها البيانات الناقصة أو تغير الترتيب مشكلة".

مثلًا، تكون دقة البيانات مهمة في معالجة تسجيل الدخول، ونقل الملفات، وإرسال البريد، واتصال Web عبر HTTP/1.1 أو HTTP/2. إذا نقص جزء من معلومات تسجيل الدخول أو تلف جزء من ملف، فلن تتم المعالجة بشكل صحيح.

ينفذ TCP تحكمًا مثل التأكيد وإعادة الإرسال للحصول على الموثوقية. لذلك يكون فيه تحكم أكثر من UDP، لكنه آلية مهمة للاتصالات التي تريد فيها التعامل مع البيانات بشكل موثوق وبالترتيب الصحيح.

TCP "يدير البيانات لتصل بدقة"

ميزة TCP ليست أنه "يرسل البيانات" فقط، بل أنه يدير البيانات المرسلة حتى يعمل الاتصال كاتصال.

بالتحديد، يملك TCP الخصائص الآتية.

بفضل هذه الآليات، يقدم TCP للتطبيقات تدفق بيانات مرتبًا وموثوقًا.

لكن TCP لا يحافظ كما هو على "وحدة البيانات الواحدة التي أرسلها التطبيق". يتعامل TCP مع البيانات كسلسلة متواصلة من البايتات.

لذلك تحتاج جهة التطبيق إلى تحديد مكان بداية الرسالة الواحدة ونهايتها بشكل منفصل. تمتلك البروتوكولات الأعلى مثل HTTP قواعد لذلك.

ما هو UDP

UDP طريقة اتصال تركز على انخفاض العبء وانخفاض التأخير.

في UDP، لا يبدأ الاتصال بإنشاء اتصال كما يفعل TCP. كما أن UDP نفسه لا يملك آلية لإعادة إرسال البيانات التي لم تصل أو لترتيب البيانات.

يرسل UDP البيانات في وحدات بسيطة نسبيًا. تسمى هذه الوحدات datagrams.

لأن UDP يبقي التحكم المدمج في البروتوكول محدودًا، تصبح المعالجة خفيفة. وبذلك قد يكون أسهل استخدامًا للاتصالات التي تركز على الفورية.

لكن ليس دقيقًا التفكير ببساطة أن "UDP سريع دائمًا". فالسرعة الفعلية والجودة المحسوسة تتأثران أيضًا ببيئة الشبكة، وتصميم جهة التطبيق، وطريقة التشفير، وما إذا كانت إعادة الإرسال تُنفذ، وحالة الازدحام، وعوامل مشابهة.

جوهر UDP هو أن "البروتوكول نفسه لا يحمل ضمانات كثيرة".

UDP "يقلل الضمانات ليجعل الاتصال أسهل معالجة"

لا يملك UDP آليات موثوقية مثل TCP مدمجة في البروتوكول نفسه.

عند وصفه هكذا، قد يبدو UDP كاتصال ناقص. لكن UDP يُستخدم لأن تقليل الضمانات يجعل تصميم الاتصال بحرية في جهة التطبيق أسهل.

مثلًا، في مكالمة فيديو، يكون إرسال الصوت الحالي فورًا أكثر طبيعية من إعادة إرسال صوت قديم بدقة لاحقًا. وفي الألعاب على الإنترنت أيضًا، قد يكون عكس الحالة الحالية بسرعة أهم من إعادة إرسال معلومات موقع قديمة بالكامل.

كذلك، استخدام UDP لا يعني أن التطبيق لا يستطيع ضمان أي شيء. عند الحاجة، يمكن لجهة التطبيق إضافة آلياتها الخاصة للتأكيد وإعادة الإرسال وضبط الترتيب والتشفير وتحكم مشابه.

QUIC مثال ممثل. QUIC مبني على UDP، لكنه ليس مجرد اتصال UDP. إنه طريقة اتصال تبني فوق UDP آليات مثل إدارة الاتصال والتشفير وإعادة الإرسال والتحكم في التدفقات.

مقارنة TCP وUDP

الفرق بين TCP وUDP ليس فقط "هل توجد موثوقية أم لا". ففلسفة تصميم الاتصال مختلفة.

أمثلة على استخدام TCP

يناسب TCP الاتصالات التي يسهل أن تصبح فيها نقص البيانات أو اضطراب الترتيب مشكلة.

مثلًا، عند تنزيل ملف، إذا نقص جزء واحد في الطريق فقد يتلف الملف كله. وفي معالجة تسجيل الدخول، إذا لم تصل المعلومات اللازمة للمصادقة بشكل صحيح، فلا يمكن المعالجة.

وفي اتصال Web، يعمل HTTP/1.1 وHTTP/2 فوق TCP. تحتاج HTML وCSS وJavaScript والصور التي تكوّن صفحة Web أساسًا إلى أن تُجلب بشكل صحيح.

بهذا الشكل، يناسب TCP الحالات التي تكون فيها دقة الاتصال مهمة.

لكن اتصال Web الحالي لا يعمل كله عبر TCP فقط. في HTTP/3، يُستخدم QUIC. وQUIC طريقة اتصال مبنية على UDP.

لذلك، إذا حفظت فقط أن "تصفح Web هو TCP"، يصبح ذلك غير دقيق عند فهم الاتصالات الحالية. الأدق تنظيم الأمر بأن "HTTP/1.1 وHTTP/2 يستخدمان TCP، وHTTP/3 يستخدم QUIC".

أمثلة على استخدام UDP

يناسب UDP الاتصالات التي تكون فيها الفورية أو مرونة التصميم مهمة.

في مكالمات الفيديو، يكون تلقي الصوت أو الصورة الحالية بأسرع ما يمكن أهم من تلقي صوت أو صورة من قبل قليل بالكامل لاحقًا. وقد يكون من الطبيعي أكثر أن يستمر الاتصال بدل إيقافه كله حتى إذا نقص بعض الصوت أو الصورة.

وفي الألعاب على الإنترنت، يكون انخفاض التأخير مهمًا. قد يكون تحديث الحالة الحالية بفواصل قصيرة أنسب من إعادة إرسال الحالة القديمة بالكامل.

ويُستخدم UDP كثيرًا في DNS أيضًا. DNS آلية للاستعلام عن عنوان IP الموافق لاسم نطاق. وفي الحالات التي تحتاج إلى استعلامات واستجابات قصيرة بسرعة، يناسب UDP.

لكن DNS لا يستخدم UDP فقط دائمًا. عندما تكون الاستجابة كبيرة، أو عند تنفيذ نقل منطقة، أو في طرق مثل DNS over TLS، يُستخدم TCP.

أي إن DNS "مثال ممثل لـ UDP"، لكنه ليس "اتصال UDP فقط".

علاقة QUIC وUDP

QUIC بروتوكول اتصال حديث مبني فوق UDP.

يستخدم HTTP/3 هذا QUIC كأساس.

النقطة المهمة هنا أن QUIC ليس "اتصالًا بلا موثوقية لأنه UDP".

UDP نفسه لا يملك آليات مثل فحص الوصول أو إعادة الإرسال أو ضبط الترتيب أو التشفير. لكن QUIC يطبق الموثوقية والتشفير عبر إضافة تحكمه الخاص فوق UDP.

سبب البناء فوق UDP بدل TCP هو أن تحسين طريقة اتصال جديدة بمرونة فوق UDP أسهل من تغيير TCP نفسه، لأنه مدمج بعمق في أنظمة التشغيل وأجهزة الشبكة.

لذلك، UDP ليس مجرد "اتصال خشن". بل يُستخدم أيضًا كأساس لتنفيذ طرق اتصال جديدة.

هل TCP أفضل أم UDP؟

لا يكون TCP ولا UDP أفضل دائمًا من الآخر.

يركز TCP على موثوقية الاتصال. ويحافظ UDP على خفة البروتوكول ويجعل التحكم المرن في جهة التطبيق أسهل.

TCP مناسب للاتصالات التي تكون فيها الدقة مهمة. وقد يكون UDP مناسبًا للاتصالات التي يكون فيها انخفاض التأخير أو الفورية مهمًا.

كذلك، حتى عند استخدام UDP، قد تعوض جهة التطبيق الموثوقية. وعلى العكس، حتى عند استخدام TCP، يحدث تأخير وإعادة إرسال إذا كانت ظروف الشبكة سيئة.

لذلك، لا ينبغي فصل TCP وUDP ببساطة إلى "سريع أو بطيء" أو "آمن أو خطير". يُختاران بحسب غرض الاتصال، والتأخير المقبول، وما إذا كان يمكن فقدان البيانات، ومقدار التحكم الذي ستنفذه جهة التطبيق.

نقاط اتصال عند التفكير في المجهولية

الفرق بين TCP وUDP مهم أيضًا عند فهم المجهولية وطريقة ظهور الاتصال.

مثلًا، في سياقات VPN وTor وDNS وHTTP/3 ومكالمات الفيديو والألعاب على الإنترنت وما شابه، قد تختلف طريقة التعامل مع الاتصال بحسب ما إذا كان TCP أو UDP مستخدمًا.

اتصال TCP له بداية واستمرار ونهاية اتصال أوضح نسبيًا. أما اتصال UDP فلا يملك شكل اتصال صريحًا مثل TCP، وقد تتدفق datagrams قصيرة بشكل متقطع.

يصبح هذا الفرق مهمًا للجدران النارية وNAT وVPN والبروكسي وشبكات إخفاء الهوية وآليات مشابهة.

مثلًا، صُمم Tor أساسًا للتعامل مع تدفقات TCP. لذلك لا يمكن بالضرورة إرسال اتصال تطبيق يستخدم UDP عبر Tor كما هو.

كذلك، لأن HTTP/3 يستخدم QUIC، قد يكون اتصال Web مبنيًا على UDP. في مثل هذه الحالات، قد تختلف طريقة ظهور الاتصال والتحكم فيه عن HTTP/1.1 أو HTTP/2 التقليديين.

DNS مهم أيضًا عند التفكير في المجهولية والخصوصية. تتغير طريقة رصد الاتصال بحسب ما إذا كانت استعلامات DNS تخرج خارجيًا عبر UDP، أو تُعالَج عبر TCP، أو عبر طريقة DNS مشفرة.

فهم الفرق بين TCP وUDP يجعل تنظيم الأمر أسهل، ليس فقط على مستوى "يوجد اتصال"، بل "أي نوع من الاتصال يُحمل، وكيف".

خلاصة

TCP طريقة اتصال تركز على الموثوقية. ينشئ اتصالًا، ويتأكد مما إذا كانت البيانات وصلت، ويعيد الإرسال عند الحاجة، ويرتب البيانات.

أما UDP فيحافظ على خفة البروتوكول، ولا يملك فحوص الوصول وإعادة الإرسال وضبط الترتيب وآليات مشابهة كوظائف أساسية. لذلك يُستخدم في الاتصالات التي تحتاج إلى تأخير منخفض أو تصميم مرن.

يناسب TCP استخدامات مثل HTTP/1.1 وHTTP/2 وتسجيل الدخول ونقل الملفات وإرسال البريد. ويُستخدم UDP في DNS ومكالمات الفيديو والألعاب على الإنترنت وQUIC وHTTP/3 وما شابه.

لكن DNS يستخدم TCP أيضًا إلى جانب UDP. وQUIC مبني على UDP، لكنه ليس مجرد اتصال UDP؛ فهو يملك آليات موثوقية وتشفير خاصة فوق UDP.

TCP وUDP ليسا في علاقة يكون فيها أحدهما أعلى من الآخر. يُختاران بحسب غرض الاتصال: هل ينبغي التركيز على الدقة، أم على انخفاض التأخير والمرونة.

أدوات ذات صلة

مقالات ذات صلة