TCP - UDP
1. TCP (Transmission Control Protocol) - Giao thức điều khiển truyền vận
Khái niệm:
TCP là một giao thức tầng giao vận (Transport Layer) trong mô hình OSI/TCP-IP. Nó đảm bảo việc truyền dữ liệu giữa hai thiết bị (client và server) diễn ra đáng tin cậy, theo thứ tự, và không bị mất mát.
Đặc điểm chính:
Kết nối hướng (Connection-Oriented): Trước khi truyền dữ liệu, TCP thiết lập một kết nối giữa hai thiết bị thông qua cơ chế "bắt tay 3 bước" (Three-Way Handshake).
Đáng tin cậy (Reliable): TCP sử dụng cơ chế kiểm tra lỗi, gửi lại gói tin bị mất (retransmission), và đảm bảo dữ liệu đến đúng thứ tự.
Kiểm soát luồng (Flow Control): Sử dụng cơ chế "sliding window" để tránh tình trạng gửi dữ liệu quá nhanh khiến bên nhận không xử lý kịp.
Kiểm soát tắc nghẽn (Congestion Control): Điều chỉnh tốc độ gửi dữ liệu để tránh làm nghẽn mạng.
Truyền dữ liệu dạng luồng (Stream): Dữ liệu được gửi dưới dạng một luồng byte liên tục, không có ranh giới rõ ràng giữa các gói tin.
Cơ chế hoạt động:
Three-Way Handshake:
Client gửi gói SYN (synchronize) đến server.
Server trả lời bằng gói SYN-ACK (synchronize-acknowledge).
Client gửi gói ACK (acknowledge) để xác nhận. Kết nối được thiết lập.
Truyền dữ liệu: Dữ liệu được chia thành các đoạn (segments), mỗi đoạn có số thứ tự (sequence number) để đảm bảo thứ tự và kiểm tra mất mát.
Đóng kết nối: Sử dụng "Four-Way Handshake" (FIN, ACK) để kết thúc.
Ưu điểm:
Đảm bảo dữ liệu được gửi đến chính xác và đầy đủ.
Phù hợp với các ứng dụng yêu cầu độ tin cậy cao như HTTP/HTTPS, FTP, SMTP (email).
Nhược điểm:
Tốn tài nguyên hơn do phải thiết lập và duy trì kết nối.
Độ trễ cao hơn vì phải xử lý kiểm tra lỗi và gửi lại.
Ứng dụng thực tế:
Web (HTTP/HTTPS).
Truyền file (FTP).
Email (SMTP, IMAP).
2. UDP (User Datagram Protocol) - Giao thức dữ liệu người dùng
Khái niệm:
UDP cũng là một giao thức tầng giao vận, nhưng khác với TCP, nó không thiết lập kết nối và không đảm bảo độ tin cậy. Nó đơn giản hơn, nhanh hơn, nhưng dữ liệu có thể bị mất hoặc đến không đúng thứ tự.
Đặc điểm chính:
Không kết nối (Connectionless): Không cần thiết lập kết nối trước khi gửi dữ liệu, chỉ cần gửi gói tin (datagram) đi.
Không đáng tin cậy (Unreliable): Không có cơ chế kiểm tra lỗi hay gửi lại gói tin bị mất.
Nhanh và nhẹ: Do không có overhead từ việc quản lý kết nối hay kiểm soát luồng.
Truyền dữ liệu dạng gói (Datagram): Mỗi gói tin là một đơn vị độc lập, có ranh giới rõ ràng.
Không kiểm soát tắc nghẽn: Gửi dữ liệu với tốc độ tối đa, có thể gây nghẽn mạng nếu không được quản lý.
Cơ chế hoạt động:
Gửi dữ liệu trực tiếp dưới dạng các datagram mà không cần "bắt tay".
Bên nhận tự xử lý nếu có lỗi hoặc mất gói tin (nếu cần).
Ưu điểm:
Tốc độ nhanh, độ trễ thấp.
Phù hợp với các ứng dụng không cần độ tin cậy tuyệt đối hoặc có thể tự xử lý lỗi ở tầng ứng dụng.
Nhược điểm:
Không đảm bảo dữ liệu đến đúng thứ tự hoặc đầy đủ.
Dễ bị mất gói tin trong mạng không ổn định.
Ứng dụng thực tế:
Streaming video/audio (YouTube, Zoom) - mất vài gói tin không ảnh hưởng lớn.
Game online - ưu tiên tốc độ hơn độ tin cậy.
DNS (Domain Name System).
3. So sánh TCP và UDP
Kết nối
Có (Connection-Oriented)
Không (Connectionless)
Độ tin cậy
Cao (Reliable)
Thấp (Unreliable)
Tốc độ
Chậm hơn
Nhanh hơn
Kiểm soát lỗi
Có (Retransmission)
Không
Kiểm soát luồng
Có (Flow Control)
Không
Ứng dụng
Web, Email, FTP
Streaming, Game, DNS
4. Khi nào dùng TCP, khi nào dùng UDP?
Dùng TCP khi bạn cần:
Độ tin cậy cao (ví dụ: gửi file, giao dịch ngân hàng).
Dữ liệu phải đến đúng thứ tự và không bị mất.
Dùng UDP khi bạn cần:
Tốc độ cao, chấp nhận mất mát nhỏ (ví dụ: video call, game).
Ứng dụng tự xử lý lỗi ở tầng cao hơn.
5. Một số lưu ý cho Backend Developer
Socket Programming: Khi lập trình mạng (dùng Python, Java, Node.js, v.v.), bạn sẽ làm việc trực tiếp với TCP (qua
SOCK_STREAM) hoặc UDP (quaSOCK_DGRAM).Hiệu năng: Với hệ thống lớn, cân nhắc dùng UDP nếu cần tối ưu tốc độ, nhưng phải tự xây dựng cơ chế kiểm tra lỗi nếu cần.
Debugging: Khi gặp lỗi mạng, kiểm tra xem vấn đề nằm ở TCP (kết nối bị ngắt) hay UDP (mất gói tin).
Last updated