トランスポート層に関連付けられた PDU は何ですか

トランスポート層は特定の プロトコルデータユニット エンドツーエンドの通信を管理します。伝送制御プロトコル (TCP) を使用する場合、この単位はセグメントと呼ばれます。逆に、ユーザー データグラム プロトコル (UDP) はデータグラムを使用します。これらの個別のユニットにより、ネットワーク間のデータ交換が容易になります。たとえば、TCP はおよそ モバイル ネットワークのトラフィックは 55%、UDP は約 45% を構成します。このネットワーキング用語を、 配電ユニット、電気システムでは異なる機能を果たします。

キーテイクアウト

• トランスポート層はプロトコル データ ユニット (PDU) データを送信します。
• TCP はセグメントと呼ばれる PDU を使用します。 UDP はデータグラムと呼ばれる PDU を使用します。
• TCP セグメントは、データが正しく、順番に到着することを保証します。彼らは信頼できます。
• UDP データグラムはデータを迅速に送信します。配達や注文を保証するものではありません。
• ポート番号は、トランスポート層がデータを適切なアプリケーションに送信するのに役立ちます。
• TCP は Web ブラウジングと電子メールに適しています。 UDP はビデオ ストリーミングやオンライン ゲームに適しています。
• 権利を選択します PDU アプリケーションが最適に動作するように支援します。

トランスポート層とそのプロトコル データ ユニットについて

ネットワーキングにおけるトランスポート層の役割

OSI および TCP/IP モデルにおける位置

トランスポート層は、ネットワーク アーキテクチャ内で重要な位置を占めています。 Open Systems Interconnection (OSI) モデルでは、ネットワーク層のすぐ上、セッション層の下の層 4 として存在します。同様に、より広く実装されている TCP/IP モデルでは、トランスポート層はインターネット層とアプリケーション層の間に位置します。この配置により、ネットワーク レベルのデータ配信とアプリケーション固有の通信の間のギャップを埋めることができます。

エンドツーエンド通信に対する中核的な責任

トランスポート層は、異なるホスト上で実行されているアプリケーション間の効果的なエンドツーエンド通信を確保するという重要な役割を担っています。サポートします 工程間の配送、複数のアプリケーションが単一のネットワーク接続を共有できるようになります。この層が実行するのは、 ポート番号を使用した多重化と逆多重化 データを正しいアプリケーション プロセスに送信します。また、上位層からのデータをセグメント (TCP の場合) またはデータグラム (UDP の場合) に分割し、必要なヘッダーを追加します。さらに、トランスポート層はエラー検出、再送信、および順序付けを処理して、信頼性の高い通信を維持します。フロー制御を調整して受信側の過負荷を防ぎ、データ送信速度を管理して高速な送信側が受信側のデータ バッファーを圧倒しないようにします。

トランスポート層プロトコルデータユニットの概要

プロトコルデータユニットとは何ですか?

A プロトコルデータユニット（PDU) 特定のネットワーク プロトコルを介して通信するエンティティ間の交換の基本単位を表します。ネットワーク専門家は、マルチレイヤ プロトコル スタックを操作したり、プロトコルの相互作用を管理したりするときに PDU を利用します。ネットワーク プロトコル、特に OSI モデルや TCP/IP モデルなどの階層化された参照モデル内で開発されたプロトコルは、データ交換単位を定義します。たとえば、パケットは IP の PDU として機能し、ネットワーク層で IP アドレスによって識別されるホスト間の対話を制御します。 PDU は通常、宛先アドレスや送信元アドレスなどの特定のデータを含むプロトコル ヘッダーと、送信される実際の情報であるペイロードで構成されます。

トランスポート層に特定の PDU が必要な理由

トランスポート層には独自のものが必要です 特定のプロトコルデータユニット プロセス間の通信の複雑さを管理します。ホスト間の配信に重点を置くネットワーク層とは異なり、トランスポート層は、データがそのホスト上の正しいアプリケーションに確実に到達するようにする必要があります。このため、特定のアプリケーションを識別するために、PDU 内にポート番号などの追加情報が必要になります。 PDU には、選択したトランスポート プロトコルに応じて、信頼性、フロー制御、接続管理に関する情報も含まれます。

TCP セグメント: 信頼性の高いプロトコル データ ユニット

TCPセグメントの定義

TCPセグメントの特徴

TCP セグメントは、伝送制御プロトコル内のデータ伝送の基本単位を表します。各セグメントはヘッダーとペイロードで構成されます。ヘッダーには、送信に必要なメタデータが含まれます。タイムスタンプや選択的確認応答などのオプションのフィールドが含まれる場合、そのサイズは通常 20 バイトから最大 60 バイトの範囲になります。最大セグメント サイズ (MSS) は、TCP セグメントが伝送できる、ヘッダーを除くデータの最大量を定義します。これは、基礎となるレイヤ 2 ネットワークの最大伝送単位 (MTU) の影響を直接受けるレイヤ 4 の概念です。ネットワーク エンジニアは MSS を次のように計算します。 MTU - IPヘッダー - TCPヘッダー。たとえば、イーサネット MTU が 1500 バイト、IP ヘッダーが 20 バイト、TCP ヘッダーが 20 バイトの場合、MSS は 1460 バイトになります。一般的な MSS 値には、古いネットワークの 512 バイトと、ほとんどの Ethernet/IP ネットワークのデフォルトである 1460 バイトが含まれます。

TCPセグメントプロトコルデータユニットの目的

TCPセグメントの主な目的 プロトコルデータユニット 提供することです 信頼性が高く、順序付けられ、エラーが修正される アプリケーション間のデータ転送。サーバーとクライアント間で安全に送信できるようにデータを整理します。これにより、交換される情報の量に関係なく、データの整合性が確保されます。 TCP セグメントはデータの受信を保証します エラーがなく、正しい順序で エラー検出、パケットの再送信、シーケンス制御などのメカニズムを通じて。

TCPセグメントヘッダーの主要コンポーネント

送信元ポート番号と宛先ポート番号

TCP セグメント ヘッダーには、通信するアプリケーションを識別するための重要なフィールドが含まれています。あ 16ビットソースポート フィールドは、送信者のアプリケーション ポート番号を識別します。同様に、 16ビットの宛先ポートフィールド 受信側のアプリケーションのポート番号を識別します。これらのポート番号により多重化と逆多重化が可能になり、データが宛先ホスト上の正しいプロセスに確実に到達します。

シーケンス番号と確認番号

シーケンス番号は、注文された配送に不可欠です。あ 32 ビットのシーケンス番号フィールド データの各バイトに一意の番号を割り当てます。この番号は、セグメント内の最初のバイトのバイト番号を示します。これは、順序が乱れたセグメントを再構成するのに役立ちます。の 32 ビットの確認番号フィールド 送信者からの次に予期されるシーケンス番号を示します。これは前のバイトの受信を確認し、ACK フラグが設定されている場合に存在します。

制御フラグとウィンドウ サイズ

TCP ヘッダーにはいくつかの制御フラグが含まれており、それぞれが特定の機能を果たします。これらには以下が含まれます:

• SYN（同期）: スリーウェイ ハンドシェイク中に接続を開始するために使用されます。
• ACK（確認応答）: 確認番号フィールドが重要であることを示します。
• FIN（フィニッシュ）: 送信者からのデータ送信の終了を通知します。
• RST（リセット）: 回復不可能なエラーが発生したため、接続をリセットします。
• URG（緊急）: Urgent Pointer フィールドが重要であり、緊急データを指していることを示します。
• PSH（プッシュ）: バッファされたデータのアプリケーションへの即時配信を要求します。
  [ウィンドウ サイズ] フィールド、 16ビット値、フロー制御にとって重要です。これは、受信者が受け入れるデータの量を指定し、高速な送信者が低速な受信者を圧倒することを防ぎます。この値は、[ウィンドウ スケール] オプションを使用して 1 GB 以上まで拡張できます。

TCPセグメントプロトコルデータユニットにより実現される機能

信頼性の高いデータ転送とエラー回復

TCP は、確認応答、タイムアウト、および再送信メカニズムの組み合わせを通じて、信頼性の高いデータ転送を保証します。各セグメントには、破損を検出するためのチェックサム フィールドが含まれています。セグメントが破損している場合、宛先 TCP はセグメントを破棄し、失われたものとして扱います。 TCP は確認応答を使用して、データ セグメントの配信が成功したことを確認します。欠落、遅延、または破損したセグメントは再送信されます。これは、送信者が 3 つの重複した確認応答を受信した場合に発生します。 高速再送信、または再送信タイマーが期限切れになったとき（RTO 後の再送信と呼ばれます）。パイプライン化されたプロトコルのような Go-Back-N と選択的繰り返し 紛失または破損したデータおよび確認パケットも処理し、信頼性をさらに高めます。

フロー制御と輻輳管理

TCP は、フロー制御と輻輳管理に高度なメカニズムを採用しています。フロー制御は、受信側のアドバタイズされた受信ウィンドウ サイズ (RWND) に基づいて、未確認のセグメントの数を制限します。飛行中の最大データは、RWND と輻輳ウィンドウ (CWND) の最小値です。輻輳管理のために、TCP は 輻輳制御アルゴリズム 組み込む 加法的増加/乗法的減少 (AIMD) そしてスロースタート。輻輳ウィンドウ (CWND) は送信レートを調整し、送信中の未確認パケットの総数を制限します。スロー スタートは、CWND を急激に増加させることで、TCP フローがリンク容量に迅速に達するのに役立ちます。スロー スタートしきい値に達すると、フローは輻輳回避に入り、AIMD が引き継ぎ、線形 CWND の増加につながります。

接続の確立と終了

TCP セグメントは、3 ウェイ ハンドシェイクを通じて接続の確立を容易にします。クライアントは、初期シーケンス番号を含む SYN セグメントを送信することでアクティブ オープンを開始します。サーバーはクライアントの SYN を確認し、単一セグメントで独自の SYN を送信します。最後に、クライアントはサーバーの SYN を確認し、接続を確立します。接続の終了には、 四者握手。 1 つのアプリケーションは、送信するデータがもうないことを示す FIN セグメントを送信することでアクティブ クローズを実行します。もう一方の端は FIN を受信し、それを確認して、アプリケーションにファイルの終わりを渡します。その後、アプリケーションはソケットを閉じ、TCP が FIN を送信します。アクティブ クローズを実行したシステムは、この最終 FIN を受信して​​確認応答し、終了を完了します。

UDP データグラム: コネクションレス型プロトコル データ ユニット

UDP データグラムの定義

UDP データグラムの特徴

UDP データグラムは、 シンプルなメッセージ指向のトランスポート層プロトコル。これには、ヘッダーとペイロードの両方のチェックサムによる整合性検証が含まれます。ただし、上位層プロトコルへのメッセージ配信の保証はありません。 UDP 層は、一度送信したメッセージの状態を保持しないため、「信頼性の低いデータグラム プロトコル」として指定されることがあります。必要な伝送の信頼性はアプリケーション レベルで実装する必要があります。

UDP データグラムにはいくつかの重要な特性があります:

• シンプルかつ軽量な構造: 各 UDP データグラムには、送信元ポート、宛先ポート、長さ、チェックサム (IPv4 ではオプション、IPv6 では必須)、およびデータのフィールドが含まれています。
• 信頼性の欠如: UDP は確認応答や再送信を提供しません。これは、損失または破損したパケットが気付かれない可能性があることを意味し、保証された配信を必要とするアプリケーションには適していません。
• コネクションレス型プロトコル: UDP はデータ送信前に接続を確立しません。配信や順序の保証はなく、各データグラムを独立した単位として扱います。
• シンプルさと効率性: 接続の確立とメンテナンスが不要なため、TCP と比較してオーバーヘッドと遅延が低くなります。
• ステートレス: 送信者も受信者も状態や接続関連の情報を維持しません。
• 輻輳制御なし: UDP はネットワークの状態に関係なくデータを送信するため、ネットワークが過負荷になるとパケット損失が発生する可能性があります。
• フロー制御なし: 送信者が多すぎるデータで受信者を圧倒するのを防ぐメカニズムが欠けています。
• エラー回復やシーケンス処理は不要: UDP は、パケットが到着するか、順番に到着するか、または 1 回だけ到着するかという保証を提供しません。パケットの順序が狂っている、重複している、または失われた可能性があります。

UDP データグラム プロトコル データ ユニットの目的

ユーザー データグラム プロトコル (UDP) は、時間に敏感なアプリケーション向けに特別に選択された通信プロトコルとして機能します。これらには以下が含まれます ゲーム、ビデオ再生、またはドメイン ネーム システム (DNS) ルックアップ。その高速通信は、データを転送する前に宛先とのしっかりとした接続を確立する時間を費やさないことによって実現されます。 UDP は主に確立するために使用されます。 低遅延で損失を許容する接続 インターネット上のアプリケーション間で。受信側が同意する前にデータ転送を有効にすることで速度を優先します。これにより、VoIP、DNS ルックアップ、ビデオやオーディオの再生など、時間に敏感な通信に有益になります。

UDP データグラム ヘッダーの主要コンポーネント

送信元ポート番号と宛先ポート番号

UDP データグラム ヘッダーには、通信するアプリケーションを識別するための必須フィールドが含まれています。あ 送信元ポートフィールドは送信者のポートを識別します 存在する場合。使用しない場合は、ゼロに設定されます。 「宛先ポート」フィールドは受信者のポートを識別する必須フィールドです。これらのポート番号により、トランスポート層はデータグラムを宛先ホスト上の正しいアプリケーション プロセスに送信できるようになります。

長さとチェックサムのフィールド

長さフィールドは、UDP ヘッダーとデータの合計長をバイト単位で指定します。最小長は 8 バイトで、これはヘッダー自体のサイズです。理論上の最大値は 65,535 バイトですが、 IPv4 ではデ​​ータ長が 65,507 バイトに制限されています。 IPv6 ジャンボグラムの場合、合計長が 65,535 バイトを超える場合、長さフィールドはゼロになります。チェックサム フィールドはエラー チェックに使用できます。 IPv4 ではオプションですが、IPv6 ではほとんどの場合必須です。未使用の場合、すべてゼロが含まれます。

UDP データグラム プロトコル データ ユニットによって有効になる機能

コネクションレス型通信と最小限のオーバーヘッド

UDP は、送信者がデータ パケット (データグラム) を受信者に直接送信できるようにすることで、コネクションレス通信を可能にします。これは、最初に専用接続を確立したり、ハンドシェイクを実行したりせずに行われます。これは、確認応答が必要ないことを意味し、中断のないデータ フローが促進されます。 UDP 最小限のオーバーヘッド いくつかの設計上の選択から生まれます。シンプルなパケット構造を使用しているため、送信側と受信側の両方で必要な処理時間とリソースが削減されます。 TCP とは異なり、UDP はデータ転送速度を調整するフロー制御を実装しません。また、エラー回復機能もありません。 UDP は失われたパケットを再送信したり、エラー修正を処理したりしません。 UDP を使用するアプリケーションは、データの整合性を管理し、必要に応じて再送信する必要があります。この信頼性メカニズムの省略により、UDP がより高速かつシンプルになります。

信頼性よりもスピード

UDP は、 速度を優先したコネクションレス型プロトコル。正式な接続を確立したり、データの受信を検証したりするものではありません。はがきを送信するのと同様に、ハンドシェイクを行わずにデータを個別のデータグラムとして送信するだけです。このアプローチでは、配信、順序、またはエラー修正が保証されないため、配信の信頼性が低くなります。速度と信頼性を考慮すると、 データグラムが小さいほど、損失、破損、並べ替えの可能性が低いため、信頼性が高くなります。。また、断片化、ドロップ、遅延が発生する可能性も低くなります。データグラムが大きくなると、オーバーヘッド ユニットあたりにより多くのペイロードを運ぶため、より効率的かつ高速になり、パケット数と処理負荷が軽減されます。ただし、データグラムが大きくなると、損失、破損、並べ替え、ネットワークの輻輳、遅延、ジッターが発生しやすくなるため、信頼性が低くなります。また、より多くの帯域幅とリソースを消費します。

トランスポート層プロトコルのデータ単位の比較: セグメントとデータグラム

プロトコルデータユニット設計の根本的な違い

信頼性、速度、オーバーヘッドの比較

TCP セグメントと UDP データグラムには基本的な設計の違いがあります、信頼性、速度、オーバーヘッドに直接影響します。 TCPの優先順位 データの完全性の保証。信頼性の高いデータ配信を保証し、失われたデータを再送信します。 TCP はシーケンス番号を使用して、データが正しい順序で再構築されることを保証します。ヘッダーとデータの両方のチェックサムを使用して、堅牢なエラー チェックを実行します。さらに、TCP には、ネットワークの輻輳を防ぐためのメカニズムが組み込まれています。逆に、UDP はパケットの追跡や再送信を行わないため、データ損失の可能性があります。また、データの追跡や並べ替えもできないため、逐次処理では問題が発生する可能性があります。 UDP には、輻輳時に送信を遅くするメカニズムがありません。

TCP の包括的な機能は、3 ウェイ ハンドシェイクと継続的な確認応答により遅延が長くなる原因となります。また、より大きなオーバーヘッドが発生します。 20～60バイトの大きなヘッダー、より多くの帯域幅を消費します。 TCP はリソースを大量に消費するため、接続状態、タイマー、シーケンス番号に対してより多くのメモリと処理を必要とします。 TCP でパケットが失われると、ストリーム内の後続のパケットが遅延する可能性があり、これはヘッドオブライン ブロッキングとして知られる現象です。 ただし、UDP は、より高速で、よりシンプルで、より効率的なアプローチを提供します。。 8 バイトのヘッダーが固定されているため、オーバーヘッドが非常に低くなります。

特徴	TCP (伝送制御プロトコル)	UDP (ユーザー データグラム プロトコル)
信頼性	データ配信を保証します。	データの配信を保証するものではありません。
スピード	比較的遅い。	より速く、よりシンプル、より効率的です。
ヘッダーの長さ	可変長 (20 ～ 60 バイト)。	固定長 (8 バイト)。
オーバーヘッド	低いですが、UDP よりも高いです。	非常に低いです。

接続指向のアプローチとコネクションレス型のアプローチ

通信を確立するアプローチでも、これら 2 つのトランスポート層プロトコル データ ユニットが区別されます。 TCP は接続指向です。を使用して専用接続を確立します。 スリーウェイ ハンドシェイク (SYN、SYN-ACK、ACK) データ移行前。この接続は 4 ウェイ ハンドシェイクで終了します。 TCP はセッション全体を通じて通信状態をアクティブに追跡します。対照的に、UDP はコネクションレス型です。事前のハンドシェイクや専用接続を行わずにデータを送信します。各パケットは独立して送信され、UDP は通信状態を追跡しません。

各プロトコルデータユニットの実際の応用例

TCPセグメントの使用例

信頼性が高く、順序付けられ、エラーが制御されたデータ送信を必要とするアプリケーションでは、主に TCP セグメントが使用されます。 WhatsApp、Instagram、Google Chat、iMessage などのテキスト通信アプリケーション TCP に依存します。ファイル転送プロトコル (FTP) は、データ損失が許容されず、正しい順序が重要なファイルを転送する場合に不可欠です。 Web ページにアクセスするために使用される HyperText Transfer Protocol (HTTP) は、順序どおりのデータ配信、エラー制御、フロー制御、およびデータ セグメントの再送信に TCP の機能を活用します。電子メールを送信するためのアプリケーション層プロトコルである SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) も TCP サービスに依存しています。

UDP データグラムの使用例

信頼性よりも速度を優先するアプリケーションでは、多くの場合、UDP データグラムが使用されます。 VoIP およびビデオ会議で使用されるライブ ビデオ ストリーミング、UDP の低いオーバーヘッドとパケット損失に対する耐性の恩恵を受け、待ち時間が短縮されます。ドメイン ネーム システム (DNS) は通常、高速で軽量なクエリに UDP を使用します。市場データのマルチキャストは、低遅延取引で UDP を利用し、市場データを複数の受信者に同時に効率的に配信します。モノのインターネット (IoT) デバイスは、小さなデータ パケットの送信に UDP を使用することがよくあります。 YouTubeやNetflixなどのストリーミングサービス UDP を利用することで、遅延を最小限に抑え、軽微なパケット損失を許容することで、スムーズなリアルタイム再生を実現します。 マルチプレイヤー ゲームでも UDP が好まれます リアルタイムの応答性とスムーズなゲーム体験を保証し、軽度のパケット損失を許容します。

トランスポート層プロトコルデータユニットの重要性

PDU がプロセス間の配信を容易にする仕組み

PDU ルーティングにおけるポート番号の役割

セグメントやデータグラムなどのトランスポート層 PDU は、ネットワーク層のホスト間配信サービスをネットワーク層に拡張するために重要です。 工程間配送サービス。これには、アプリケーションの多重化と逆多重化が含まれます。送信側では、トランスポート層は、アプリケーション メッセージをより小さなチャンクに分割し、トランスポート層ヘッダーを追加することにより、アプリケーション メッセージをトランスポート PDU に変換します。これらの PDU はネットワーク層に渡されます。受信側では、トランスポート層がネットワーク層からこれらの PDU を受信し、トランスポート ヘッダーを削除し、メッセージを再組み立てして、適切なアプリケーション プロセスに配信します。これにより、異なるホスト上で実行されているアプリケーションは、物理的に接続されていない場合でも論理的に通信できるようになります。

ポート番号は、ホスト上の特定のアプリケーションまたはサービスを識別するためにトランスポート層で重要です。データが宛先に到着すると、トランスポート層はヘッダー内のポート番号を使用して、データを正しいアプリケーションに送ります。例えば、 ポート 80 は HTTP トラフィックを処理し、ポート 25 は電子メールを管理します。このメカニズムにより、1 台のデバイス上の複数のアプリケーションが、データの方向を誤ることなく同時に通信できるようになります。

プロトコルデータユニットのカプセル化とカプセル化解除

トランスポート層でのカプセル化には、次のいずれかの追加が含まれます。 データへの TCP または UDP ヘッダー。 TCP ヘッダーは、送信元および宛先のポート番号、シーケンス番号、確認応答番号、ウィンドウ サイズ、制御フラグを含む包括的なものです。対照的に、UDP ヘッダーはより単純で、送信元ポート、宛先ポート、長さ、およびチェックサムのフィールドのみが含まれます。このプロセスでは、データが TCP の場合はセグメント、または UDP の場合はデータグラムに変換されます。この層でのカプセル化解除は、データを正しいアプリケーションに送信するためにポート番号を調べることに重点を置いています。 TCP の場合、トランスポート ヘッダーを削除してデータをアプリケーションに配信する前に、シーケンス番号、確認応答、およびフロー制御も管理します。

ネットワークパフォーマンスとアプリケーション設計への影響

適切なプロトコル データ単位の選択

TCP セグメントと UDP データグラムのどちらを選択するかは、ネットワークのパフォーマンスとアプリケーションの設計に大きな影響を与えます。 TCP は重要なアプリケーションのデータ整合性を保証します 金融取引や医療記録など、配達の保証。ただし、TCP オーバーヘッドは、追加のヘッダー、確認トラフィック、再送信により、帯域幅と処理リソースを消費するため、パフォーマンスに大きな影響を与えます。行頭ブロックは、欠落したデータ セグメントの再送信を待機している間に後続のデータ セグメントを遅延させる可能性もあり、特に遅延の長いネットワークでのパフォーマンスに影響を与えます。

逆に、UDP は最小限のオーバーヘッドで軽量な通信を提供します。これは、遅延を許容できない時間に敏感なアプリケーションにとって不可欠です。のようなアプリケーション ビデオストリーミング (YouTube、Netflix) は UDP を優先します。ユーザーは軽微な不具合にしか気付かない可能性があるため、再送信のためにストリームを一時停止するよりも、単一のフレームをドロップする方が望ましいと考えられます。オンライン ゲームも UDP の恩恵を受けます。完璧な情報が手遅れになるよりは、少し古い情報を受け取る方が良いのです。

さまざまな通信ニーズに合わせて最適化する

通信ニーズの最適化には、適切なトランスポート層プロトコルの選択と特定の戦略の実装が含まれます。たとえば、 PDU ルーター (PduR) 異なる通信プロトコル間で PDU を効率的にルーティングします。これは、バス固有のインターフェイス モジュールまたはコントローラ間で受信した PDU を送信するためのゲートウェイとして機能します。 CAN トランスポート プロトコル (CanTp) は、大きな PDU をセグメント化し、受信側でフロー制御を含めて再組み立てすることで、メッセージ サイズを最適化します。開発者はプロトコルを選択する際に、データの種類、帯域幅の要件、信頼性のニーズ、およびハードウェアのコストを考慮します。

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トランスポート層の プロトコルデータユニット TCP セグメントまたは UDP データグラムのいずれかです。 TCP セグメントは、信頼性が高く、順序付けられ、エラー チェックされたデータ配信を保証します。 UDP データグラムは、高速、コネクションレス、低オーバーヘッドの送信を最適化します。各 PDU タイプは、異なる通信要件に対応します。このため、アプリケーションのパフォーマンスとネットワーク効率にとって、これらの選択が重要になります。これらの PDU を理解することは、データがどのようにネットワーク間を移動し、目的のプロセスに到達するかを理解するための基礎となります。

よくある質問

TCP セグメントと UDP データグラムの主な違いは何ですか?

TCP セグメントは、信頼性が高く、順序付けられ、エラー チェックされたデータ配信を提供します。逆に、UDP データグラムは、高速、コネクションレス、低オーバーヘッドの送信を提供します。開発者はアプリケーションのニーズに基づいてそれらの中から選択します。

アプリケーションが TCP セグメントを使用するのはなぜですか?

アプリケーションは、保証されたデータ配信が必要な場合に TCP セグメントを使用します。これには、Web ブラウジング、電子メール、ファイル転送が含まれます。 TCP は、データが適切な順序で正しく到着することを保証します。

アプリケーションにとって UDP データグラムがより適切な選択となるのはどのような場合ですか?

UDP データグラムを使用する場合、アプリケーションは信頼性よりも速度を優先します。例には、ライブ ビデオ ストリーミング、オンライン ゲーム、DNS ルックアップなどがあります。これらのアプリケーションは、待ち時間を短縮するために、軽度のデータ損失を許容します。

ポート番号はトランスポート層 PDU でどのような役割を果たしますか?

ポート番号はホスト上の特定のアプリケーションを識別します。これにより、トランスポート層が受信データを正しいソフトウェア プロセスに送信できるようになります。これにより、複数のアプリケーションが同時に通信できるようになります。

UDP は何らかの形式のエラー チェックを提供しますか?

はい、UDP にはチェックサム フィールドが含まれています。このチェックサムは、ヘッダーとペイロードの破損を検出するのに役立ちます。ただし、UDP は紛失または破損したデータグラムを再送信しません。

TCP のシーケンス番号と確認応答番号の目的は何ですか?

シーケンス番号により、順序付けられたデータ配信が保証されます。これらはストリーム内のデータの位置を識別します。確認応答番号はデータの正常な受信を確認し、信頼性と再送信を可能にします。

1 つのアプリケーションで TCP と UDP の両方を使用できますか?

はい、アプリケーションはさまざまな機能に TCP と UDP の両方を使用できます。たとえば、ゲーム アプリケーションでは、リアルタイムのゲームプレイ データに UDP を使用し、ログインまたはチャット機能に TCP を使用する場合があります。