Analisando as diferenças entre TCP e UDP

A Internet funciona com base em dois protocolos principais. Ambos são essenciais para a transmissão de informações. Os protocolos TCP e UDP são extremamente importantes para o envio de pacotes através da rede. Nos dias de hoje, é essencial que os profissionais e os programadores compreendam a diferença crucial entre estes protocolos, de modo a comunicar digitalmente de forma eficaz. Este artigo descreve a diferença entre TCP e UDP e a sua utilização, bem como outros factores associados aos mesmos.

O que é TCP e UDP?

São os alicerces do conjunto de protocolos da Internet. São dois que, no seu conjunto, são essenciais para as ligações de rede e que, em termos simples, diferem muito no seu funcionamento. Esta secção analisará as caraterísticas e os mecanismos de ambos, de modo a compreender as funcionalidades, os benefícios e os melhores cenários possíveis para a sua utilização.

Explicação do protocolo TCP

Então, vamos responder às perguntas: o que é o protocolo TCP? Trata-se de um protocolo orientado para a ligação que garante que os dados são recebidos de forma sequencial, sem duplicados e sem erros. Uma ligação tem de ser estabelecida e mantida até que os programas de cada extremidade tenham terminado de enviar e receber mensagens. A sua fiabilidade é garantida por um processo de protocolo específico que emprega uma sequência de passos para estabelecer uma ligação segura. Isto forma uma ligação fiável, razão pela qual o protocolo TCP é utilizado para casos de utilização que exigem um nível de precisão mais elevado, como a navegação na Web, o envio de correio eletrónico e a transferência de ficheiros.

O que é o UDP?

Ao contrário do anterior, o UDP é um protocolo sem ligação que não verifica a integridade ou a sequência das mensagens enviadas, o que resulta em velocidades de transmissão mais rápidas, mas aumenta a probabilidade de perda de pacotes. É adequado para aplicações em tempo real que podem tolerar a perda de dados, como radiodifusão, jogos e transmissão de vídeo. Não requer a sobrecarga da configuração da ligação e não necessita de confirmação, permitindo uma comunicação mais rápida. Então, respondendo à pergunta, o UDP é mais rápido que o TCP? Sim, de facto.

Estes atributos são muito vantajosos em casos com latência tolerável, nomeadamente em VoIP ou em jogos de vídeo multijogadores em tempo real.

Diferentes especificações técnicas de TCP vs UDP

Já agora, qual é a diferença entre o TCP e o UDP em termos mais técnicos? Aqui vamos tentar identificar todas as diferenças e torná-las claras para os leitores deste artigo.

Ligação vs Sem ligação

Cada comunicação TCP começa com uma abordagem orientada para a ligação que estabelece uma ligação antes da transmissão. O processo de handshaking define uma série de parâmetros e condições em que a informação será transmitida. Isto garante que a comunicação estabelecida não falhará. Devido a esta orientação, pode efetuar o controlo do congestionamento e garantir que os dados estão completos, localizando e retransmitindo quaisquer pacotes em falta.

Por outro lado, o UDP funciona segundo um princípio sem ligação, o que significa que os pacotes são enviados sem que seja necessário estabelecer previamente um canal reservado. Embora este princípio permita que os pacotes sejam enviados e recebidos mais rapidamente, fá-lo sem garantir que o pacote ordenou ou contém qualquer informação relevante. Uma vez que não requer que quaisquer ligações sejam iniciadas, reconhecidas ou renovadas, pode dar-se ao luxo de ser muito mais rápido, tornando-o favorável em situações em que o desempenho é prioritário e a perda de pacotes é tolerável.

Fiabilidade e integridade dos dados

Vejamos agora: o que é o TCP e o UDP quando falamos de parâmetros técnicos.

De facto, o TCP é tão fiável quanto possível, e isto é verdade, dado que o incentivo é colocado na garantia de que nenhuma informação é perdida. Fá-lo através da verificação de erros por meio da sequenciação dos pacotes, da deteção de erros e da soma de controlo. Estes mecanismos garantem que a informação a ser processada é exacta e está organizada na sequência pretendida. No caso de um pacote ser intercetado durante a transferência, será responsável por identificar a interceção e retransmitir automaticamente os pacotes perdidos. Além disso, ajuda a controlar o fluxo de informação para evitar que o emissor inunde o recetor com uma quantidade excessiva de informação. Em vez disso, a informação enviada é controlada com base no espaço da memória intermédia do recetor.

Com o UDP, por outro lado, há pouco ou nenhum controlo. Devido a isso, os pacotes podem ser recebidos na ordem errada, ou mesmo recebidos várias vezes ou nem sequer serem recebidos. Não há meios de auto-correção, sobrecarregando a camada de aplicação para dar conta desses erros. Por este motivo, não é o protocolo mais fiável. No entanto, alguns casos de utilização, como o streaming de media ou os jogos em linha, em que o fluxo ininterrupto é mais crucial do que a entrega de dados perfeitos, podem beneficiar dele.

Velocidade e desempenho TCP vs UDP

O UDP é mais eficiente para transferências de informação porque não requer o estabelecimento de uma ligação, o que reduz a quantidade de atrasos. Além disso, não requer confirmações ou controlo de congestionamento, o que permite que a informação seja transmitida livremente. Isto é especialmente importante para aplicações em tempo real. Os resultados indicam que a sobrecarga é menor e a utilização da largura de banda é mais eficiente, o que aumenta o desempenho geral, especialmente em situações em que a velocidade de transmissão tem um efeito maior do que a precisão dos dados.

Por outro lado, o TCP é mais lento porque utiliza caraterísticas de controlo robustas que causam sobrecarga. Por exemplo, ajuda a garantir a exatidão da informação e a ordem correta, o que leva tempo. Para além do facto de este protocolo não ser muito adequado para aplicações em tempo real, é o sistema de eleição para transacções em que a precisão tem de ser garantida. Isto é particularmente comum em aplicações Web, bases de dados e correio eletrónico.

É importante saber a diferença entre TCP e UDP para compreender melhor quando são utilizados preferencialmente.

Casos de uso: Quando usar TCP ou UDP?

Os casos de utilização típicos do TCP são a navegação na Web, as transacções de comércio eletrónico e o envio ou receção de correio eletrónico, em que um ligeiro atraso causado pelos seus mecanismos é um sacrifício necessário para a integridade dos dados.

Os casos de utilização do UDP são a transmissão de áudio e vídeo em direto, em que um espetador prefere um vídeo que seja reproduzido com pequenas imperfeições a pacotes atrasados e quentes. Do mesmo modo, nos jogos multijogadores em linha, os utilizadores preferem actualizações ininterruptas do estado do que pausas periódicas enquanto esperam que a informação seja novamente enviada.

Estas diferenças entre os protocolos UDP e TCP ajudam os engenheiros de rede, os programadores e os utilizadores finais a selecionar o protocolo mais adequado às suas necessidades específicas de transmissão de informações.

Portas TCP vs UDP

Esta parte aborda a utilização das portas TCP vs UDP e fornece exemplos de casos de utilização comuns das mesmas.

Portas TCP comuns

Eis alguns exemplos:

• HTTP (80) - esta porta destina-se à comunicação não segura com o servidor Web, em que um sítio Web transfere informações através desta porta, a menos que seja encriptada de outra forma.
• HTTPS (443) - este é utilizado para as ligações seguras em HTTP, em que as transacções sensíveis, como as bancárias ou as compras, são efectuadas através de dados encriptados seguros.
• FTP (21) - utilizado para transferir e manipular ficheiros entre um cliente e um servidor.

Estas portas facilitam o bom funcionamento e a segurança das aplicações críticas, assegurando que a informação, a sua integridade e a ordem da sua entrega são mantidas durante toda a sessão.

Portas UDP comuns

Os exemplos incluem:

• DNS (53) - utilizado pelo Sistema de Nomes de Domínio para converter nomes de anfitriões em endereços IP. Uma vez que as velocidades de navegação aumentam devido às respostas rápidas do DNS, este é o mais adequado para esta tarefa, pois tem baixas latências.
• VoIP (5060) - utilizado para permitir a comunicação vocal bidirecional em tempo real. Elimina os atrasos durante a transferência de sinais de voz.
• NTP (123) - utilizado para sincronizar os relógios de vários sistemas informáticos através de uma rede, o que é perfeito para a sincronização da hora, uma vez que permite o envio de informações sem passar por um controlo rigoroso.

A vantagem do UDP em relação ao TCP é a velocidade de ligação. Para ilustrar melhor, imagine um dia típico de trabalho numa empresa típica. A empresa pode proteger as comunicações dos funcionários e as transferências de informações confidenciais por HTTPS através da porta TCP 443. Ao mesmo tempo, a rede pode utilizar a porta UDP 5060 para servir chamadas que permitem o discurso direto sem utilizar a complexa correção de erros necessária para a transferência de dados.

Vantagens e desvantagens de TCP vs UDP

A tabela abaixo destaca as diferenças mais importantes entre TCP e UDP, permitindo assim uma rápida análise das vantagens e desvantagens de cada um numa variedade de situações de rede.

Esta tabela oferece uma visão geral concisa, facilitando uma melhor compreensão de quando e porque é que se pode preferir uma porta TCP ou UDP e vice-versa, dependendo dos requisitos da aplicação.

TCP vs UDP: Considerações finais

Compreender qual é a diferença entre TCP e UDP é crucial, especialmente quando se configuram servidores proxy para lidar eficazmente com tarefas específicas. Os proxies dependem frequentemente destes protocolos para gerir o fluxo de informação de forma eficiente, tornando a escolha entre eles fundamental, dependendo das aplicações necessárias. Por isso, quando comprar um servidor proxy, deixe claro ao suporte online que precisa de definições específicas para ele.