TCP vs. UDP: Ein Leitfaden zur Einführung

Die richtige Wahl zwischen TCP- und UDP-Protokollen bei der Entwicklung oder Bereitstellung eines Netzwerkdienstes oder einer Anwendung ist entscheidend für eine optimale Leistung.

Jedes dieser Protokolle unterstützt den Datenfluss in Computernetzwerken und im Internet. Obwohl sich die beiden Protokolle auf der gleichen Transportschicht des OSI-Modells befinden, gibt es einige Unterschiede in der Art und Weise, wie sie Daten verbinden und übertragen.

In der Regel machen diese Unterschiede jedes der beiden Protokolle für bestimmte Anwendungen besser geeignet und zuverlässiger. Daher ist es wichtig, die Funktionsweise, die Vorteile, die Einschränkungen und die idealen Anwendungen beider Protokolle zu verstehen.

Bevor wir uns mit den Unterschieden befassen, sollten wir zunächst einige Grundlagen lernen.

Was ist TCP?

Das TCP (Transmission Control Protocol) ist ein verbindungsbasiertes Protokoll. Sobald ein Computer oder Gerät eine Verbindung mit einem anderen, z.B. einem Server, herstellt, findet eine bidirektionale Datenübertragung zwischen den beiden statt. Sobald die Datenübertragung abgeschlossen ist, beendet das TCP die Verbindung.

TCP verfügt über eingebaute Fehlerprüfungsfunktionen, die die Übertragung überwachen, um sicherzustellen, dass die empfangenen Daten mit den gesendeten Daten übereinstimmen. Das Protokoll ist sehr zuverlässig und eignet sich für die Übertragung von Daten, Standbildern, Webseiten und mehr. Trotz seiner Zuverlässigkeit hat das Protokoll aufgrund des Feedbacks und anderer Funktionen, die mehr Ressourcen, z. B. Bandbreite, verbrauchen, einen höheren Overhead.

In einer typischen Anwendung muss TCP, bevor es mit der Datenübertragung zwischen zwei Geräten beginnt, zunächst eine Verbindung mit einem Drei-Wege-Handshake herstellen. Der Handshake-Prozess umfasst den Austausch von SYN- (Synchronisierung), SYN-ACK- (Synchronisierungs-Bestätigung) und ACK- (Bestätigung) Signalen zwischen den beiden Geräten. Ein erfolgreicher Handshake gewährleistet eine zuverlässige Verbindung, kann aber zusätzliche Ressourcen und Zeit verbrauchen.

TCP stellt sicher, dass die Verbindung zuverlässig ist und die Daten wie gewünscht übertragen werden können. Bei einer TCP-basierten Verbindung wird auch immer überprüft, ob die von einem Ende gesendeten Datenpakete am Zielort angekommen sind. Aus diesem Grund eignet es sich für Anwendungen wie das Surfen im Internet, das Herunterladen von Dateien und andere, bei denen es auf Qualität und Datenintegrität ankommt.

Was ist UDP?

UDP (User Datagram Protocol) ist ein verbindungsloses Protokoll, das keine Fehlerprüfung und keine Wiederherstellungsfunktionen benötigt. Es handelt sich um ein einfacheres Protokoll mit sehr geringem Overhead, da es keine Verbindung öffnen, aufrechterhalten und beenden muss.

Bei der Verwendung von UDP sendet das Gerät normalerweise kontinuierlich Daten an den Empfänger, unabhängig davon, ob sie empfangen werden oder nicht. Aus diesem Grund eignet sich das Protokoll möglicherweise nicht für Anwendungen wie das Betrachten von Webseiten, das Senden von E-Mails, das Herunterladen von Dateien usw. Das Protokoll ist ideal für Anwendungen, die eine Kommunikation in Echtzeit erfordern, wie z.B. Multitasking-Netzwerkübertragungen, Broadcasts usw.

Unterschiede zwischen TCP und UDP

Da sich die Kommunikationstechnologien ständig weiterentwickeln und immer weiter verbreiten, können die meisten Benutzer nicht zwischen den Merkmalen, Fähigkeiten und Funktionen von TCP und UDP sowie den Vorteilen und Einschränkungen unterscheiden.

Wir haben eine Liste der Unterschiede sowie der Anwendungen, die beide unterstützen, zusammengestellt.

TCP vs. UDP Merkmale

Anwendungsfälle für TCP

TCP ist ideal für Anwendungen, die unabhängig von der Geschwindigkeit eine zuverlässige Datenübertragung erfordern. Es stellt sicher, dass alle gesendeten Pakete das Ziel ohne Veränderungen oder Verfälschungen erreichen. Die Sicherstellung der Datenintegrität führt jedoch bei schlechten Netzwerken zu einigen Overheads und Verzögerungen. Daher eignet sich TCP, wenn Sie Wert auf Qualität legen und Ihnen die Geschwindigkeit nichts ausmacht.

Typische Anwendungen für TCP sind das Surfen auf einer Website, E-Mails, die Übertragung oder das Herunterladen von Dateien, Standbildern usw.

TCP wird verwendet, wenn die Integrität der Daten wichtig ist. Zum Beispiel ist der Verlust einiger Datenpakete in einer E-Mail inakzeptabel.

Anwendungsfälle für UDP

Wenn Sie hingegen an Geschwindigkeit und nicht an einer allzu hohen Datenqualität interessiert sind, ist UDP das ideale Protokoll. Da es verbindungslos ist und die Datenintegrität nicht prüft, hat das leichtgewichtige Protokoll einen sehr geringen Overhead und ist viel schneller. Im Allgemeinen eignet sich UDP für Anwendungen wie VoIP, Videochats, Online-Spiele, Videostreaming und andere, bei denen der Verlust von Paketen nur unbedeutende Auswirkungen hat.

Anwendungen wie Video-Streaming, VoIP und andere erfordern ein angemessenes Gleichgewicht zwischen Datenintegrität und Geschwindigkeit.

Obwohl TCP eine bessere Kontrolle hat und die Datenintegrität sicherstellt, ist die Ermittlung und erneute Übertragung der verlorenen Pakete für Anwendungen wie die Echtzeit-Videokommunikation ineffizient und langsam.

Auf der anderen Seite führt UDP keine Fehlererkennung und -korrektur durch. Daher eignet es sich sowohl für zuverlässige als auch für unzuverlässige Verbindungen, bei denen es möglich ist, dass Antworten zum sendenden Rechner zurückkommen oder auch nicht. Da UDP keine Quittierung und Fehlererkennung benötigt, unterstützt es außerdem einen ununterbrochenen und kontinuierlichen Fluss von Paketen und damit eine viel schnellere Zustellung als TCP. UDP eignet sich daher besser für Videokonferenzen und ähnliche Anwendungen, bei denen die Fehlerprüfung und andere Kontrollen den Datenfluss unterbrechen können.

Fazit

Im Allgemeinen bestimmen TCP und UDP, wie zwei Geräte Daten über ein Netzwerk austauschen. Obwohl beide auf dem Internetprotokoll (IP) basieren, unterscheiden sich die Datenübertragungsmethoden in Bezug auf die Verbindung, die Datenintegrität, die Übertragungsgeschwindigkeit und die unterstützten Anwendungen.

TCP ist verbindungsorientiert, während UDP verbindungslos ist. Da UDP keine höheren Overheads hat, ist es viel schneller als TCP, das einige Ressourcen für das Öffnen, Aufrechterhalten und Beenden einer Verbindung benötigt. Außerdem liefert TCP die Daten sequenziell vom Client zum Server und umgekehrt. Es ordnet die Datenpakete so an, dass sie in der richtigen Reihenfolge empfangen werden. Dies ist eine nützliche Funktion, insbesondere bei der Übertragung von Standbildern, beim Browsen auf einer Website usw.

UDP garantiert keine Ende-zu-Ende-Kommunikation. Es prüft auch nicht, ob der Empfänger bereit ist oder nicht, und das sind einige der Gründe, warum es weniger Overheads hat. Da es weniger Platz und Ressourcen benötigt, ist UDP in der Regel einfacher, schneller und effizienter. Im Gegensatz zu TCP werden bei UDP die verlorenen Datenpakete jedoch nicht erneut übertragen, was zu einer schlechten Datenqualität führen kann.