TCPとUDP

伝送制御プロトコルとユーザーデータグラムプロトコルは、インターネットプロトコルで広く使用されている2つのトランスポート層プロトコルです。プロトコルは、2台のコンピューターが相互に理解し、データを交換するために従う一連の手順とルールです。 TCPは2つの中で最も一般的に使用されるプロトコルですが、UDPは状況によってはより便利です。

全体的な調査結果

TCP

• データが送信されたとおりに到着することを保証します。

• データのストリームをエラーチェックします。

• 20バイトのヘッダーでは、オプションで40バイトの関数データを使用できます。

• UDPより遅い。

• 信頼性が必要なアプリに最適です。

UDP

• データが到着する保証はありません。

• エラーチェックは提供されていません。

• 8バイトのヘッダーでは、必須の関数データのみが許可されます。

• TCPより高速です。

• 速度が必要なアプリに最適です。

どちらのプロトコルも、インターネットを介してパケットでデータを送信します。 2つのうち、TCPはコネクション型です。接続が確立されると、データは双方向に移動します。 UDPは、コネクションレス型のより単純なプロトコルです。

TCPはUDPよりも堅牢です。エラー訂正機能と高い信頼性を提供します。 UDPは、主にエラー訂正を提供しないため、TCPよりも高速です。さらに、TCPはフロー制御を処理しますが、UDPにはフロー制御のオプションがありません。

信頼性に最適：TCP

TCP

• データの配信が保証されています。

• データパケットを追跡します。

• パケットにエラーがないかチェックします。

• フロー制御。

• 20バイトのヘッダーとその他のオプション。

UDP

• 配達の保証はありません。

• パケットが失われる可能性があります。

• フロー制御なし。

• ヘッダーは8バイトに制限されています。

TCPは、受信者へのデータ配信を保証します。データが失われた場合、TCPは失われたデータを回復して再送信するための手順を実行します。これを行うために、TCPはデータのパケットを追跡し、パケットにエラーがないかチェックします。

UDPはデータの配信を保証しません。さらに、UDPパケットは転送中に失われたり、破損したりする可能性があります。

TCPとUDPはどちらも、ネットワーク接続を介して転送するためのメッセージデータのパッケージ化の一部としてヘッダーを使用します。 TCPは2つのプロトコルの中でより堅牢であるため、そのヘッダーは20バイトと大きく、追加データのオプションがありますが、UDPヘッダーのサイズは8バイトに制限されています。

速度に最適：UDP

TCP

• 多くの機能を実行するため、低速です。

UDP

• 機能が制限されているため高速です。

TCPは信頼性がありますが、主に多くの機能を実行するため、UDPよりも低速です。ゲーマーやビデオを扱う人々など、可能な限り最速の速度を必要とするエンドユーザーは、UDPの恩恵を受けます。

使用に最適：用途によって異なります

TCP

• Web、ファイル転送、電子メール、およびセキュアシェルに最適です。

UDP

• VPN、ストリーミングビデオ、VoIP、ライブブロードキャスト、オンラインゲームに最適です。

TCPは信頼性が高いため、Web、電子メール、FTPなど、高い信頼性を必要とするが速度を要求しない状況に最適です。

UDPの速度は、オンラインゲーム、ライブブロードキャスト、VPNトンネリング、およびストリーミングビデオに最適です。

TCPヘッダー形式

各TCPヘッダーには、合計20バイト（160ビット）のサイズの10個の必須フィールドがあります。オプションで、最大40バイトのサイズの追加データフィールドを含めることができます。

8ビットは1バイトに相当します。

TCPヘッダーは、送信元と宛先の通信エンドポイントから次の順序で表示されます。

• 送信元TCPポート番号 （2バイトまたは16ビット）：送信元TCPポート番号は送信側デバイスを表します。
• 宛先TCPポート番号 （2バイトまたは16ビット）：宛先TCPポート番号は、受信デバイスの通信エンドポイントです。
• シーケンス番号 （4バイトまたは32ビット）：メッセージ送信者は、シーケンス番号を使用してメッセージのグループの順序をマークします。
• 確認番号 （4バイトまたは32ビット）：送信者と受信者の両方が確認応答を使用します 最近受信された、または送信が予想されるメッセージのシーケンス番号を伝達するための番号フィールド。
• TCPデータオフセット （4ビット）：データオフセットフィールドには、TCPヘッダーの合計サイズが4バイトの倍数で格納されます。オプションのTCPフィールドを使用しないヘッダーのデータオフセットは5（20バイトを表す）ですが、最大サイズのオプションのフィールドを使用するヘッダーのデータオフセットは15（60バイトを表します）です。
• 予約データ （3ビット）：TCPヘッダーの予約データの値は常にゼロです。このフィールドは、ヘッダーの合計サイズを4バイトの倍数に揃えます。これは、コンピューターのデータ処理の効率にとって重要です。
• 制御フラグ （最大9ビット）：TCPは、6つの標準フラグと3つの拡張制御フラグのセット（それぞれがオンまたはオフを表す個々のビット）を使用して、特定の状況でのデータフローを管理します。
• ウィンドウサイズ （2バイトまたは16ビット）：TCP送信者は、ウィンドウサイズと呼ばれる数値を使用します。 代わりに確認応答を要求する前に、受信者に送信するデータの量を調整します。ウィンドウサイズが小さすぎると、ネットワークデータ転送が不必要に遅くなります。ウィンドウサイズが大きすぎると、ネットワークリンクが飽和状態になったり、受信者が受信データを十分に高速に処理できなくなったりして、パフォーマンスが低下する可能性があります。プロトコルに組み込まれているウィンドウアルゴリズムは、サイズ値を動的に計算し、TCPヘッダーのこのフィールドを使用して、送信者と受信者の間の変更を調整します。
• TCPチェックサム （2バイトまたは16ビット）：TCPヘッダー内のチェックサム値は、受信者が破損または改ざんされたメッセージを検出するのに役立つ数学的手法として、プロトコル送信者によって生成されます。
• 緊急のポインタ （2バイトまたは16ビット）：緊急ポインターフィールドは、多くの場合ゼロに設定されて無視されますが、制御フラグの1つと組み合わせて、メッセージのサブセットを優先処理が必要であることを示すデータオフセットとして使用できます。
• TCPオプションデータ （0〜40バイト）：オプションのTCPデータの使用には、特別な確認応答とウィンドウスケーリングアルゴリズムのサポートが含まれます。

UDPヘッダー形式

UDPはTCPと比較して機能が制限されているため、そのヘッダーは小さくなります。 UDPヘッダーには8バイトが含まれ、次の4つの必須フィールドに分割されます。

• 送信元UDPポート番号 （2バイト）：送信元UDPポート番号は送信側デバイスを表します。
• 宛先UDPポート番号 （2バイト）：宛先UDPポート番号は、受信デバイスの通信エンドポイントです。
• データの長さ （2バイト）：UDPの長さフィールドは、ヘッダーとデータの両方を含む、各データグラムの合計サイズを表します。このフィールドの値の範囲は、最小8バイト（必要なヘッダーサイズ）から65,000バイトを超えるサイズまでです。
• UDPチェックサム （2バイト）：TCPと同様に、UDPチェックサムを使用すると、受信者は着信データでメッセージの破損したビットをクロスチェックできます。

最終評決

TCPが最も一般的に使用されるプロトコルである理由があります。堅牢で信頼性が高く、送信されたとおりにデータが受信されることを保証します。エラーチェックされた情報の流れによって、わずかに速度が低下する可能性がありますが、ほとんどの場合、遅延は大きな問題にはなりません。

UDPがTCPよりも明るく輝くのは、ビデオ、VPN、オンラインゲームのストリーミングなど、速度が非常に重要な場合です。