TCP (Transmission Control Protocol) và UDP (User Datagram Protocol) là hai giao thức chính trong bộ giao thức Internet (Internet Protocol Suite). Cả hai giao thức này đều được sử dụng để truyền dữ liệu qua mạng IP, nhưng chúng có những đặc điểm và ứng dụng khác nhau. Cùng VinaHost tìm hiểu thêm về hai giao thức này qua bài viết “TCP và UDP là gì? Tổng quan kiến thức của 2 giao thức” bạn nhé!

1. Tổng quan kiến thức về giao thức UDP

1.1. UDP là gì?

Giao thức UDP là gì? UDP (viết tắt của User Datagram Protocol) là một giao thức truyền thông không kết nối (nghĩa là không có quá trình thiết lập và duy trì kết nối giữa hai thiết bị gửi và nhận dữ liệu) trong mô hình giao thức mạng TCP/IP. Nó được sử dụng để gửi các gói dữ liệu (datagram) từ một thiết bị này đến thiết bị khác qua mạng IP mà không cần thiết lập kết nối trước. Đây là một trong những giao thức cốt lõi của bộ giao thức Internet, cùng với TCP (Transmission Control Protocol).

Mặc dù UDP là giao thức truyền tin không đảm bảo việc giao tiếp an toàn và đáng tin cậy như TCP, nhưng UDP cung cấp một cách để truyền dữ liệu một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn trong mạng.

Cổng UDP (UDP port) là một thành phần trong mạng máy tính và giao thức UDP (User Datagram Protocol), giúp phân biệt các dịch vụ hoặc ứng dụng khác nhau chạy trên cùng một máy chủ. Mỗi UDP port được xác định bằng một số nguyên từ 0 đến 65535 và có vai trò quan trọng trong việc định tuyến các gói dữ liệu UDP đến đúng ứng dụng hoặc dịch vụ.

UDP port có ba loại chính: Well-known Ports (0-1023) cho các dịch vụ hệ thống cốt lõi như DNS (cổng 53) và DHCP (cổng 67 và 68), Registered Ports (1024-49151) cho các ứng dụng phổ biến, và Dynamic/Private Ports (49152-65535) cho các kết nối tạm thời hoặc ứng dụng người dùng. Khi gửi dữ liệu, ứng dụng chọn một cổng nguồn và chỉ định cổng đích; máy chủ nhận sử dụng số cổng này để xác định ứng dụng nào nên xử lý gói tin, đảm bảo dữ liệu được xử lý chính xác và hiệu quả.

UDP có các đặc điểm chính sau:

Không kết nối (Connectionless): UDP không thiết lập kết nối trước khi gửi dữ liệu, mỗi gói dữ liệu (datagram) được gửi độc lập.
Không đảm bảo tính toàn vẹn (Unreliable): UDP không cung cấp cơ chế kiểm tra và sửa lỗi. Các gói dữ liệu có thể bị mất, trùng lặp hoặc nhận không theo thứ tự.
Không kiểm soát lưu lượng (No flow control): Không có cơ chế kiểm soát lưu lượng giữa hai thiết bị liên lạc.
Đơn giản và nhanh (Simple and Fast): Do không cần thiết lập kết nối và kiểm soát lỗi, UDP nhanh và hiệu quả hơn TCP trong việc truyền tải dữ liệu ngắn và thời gian thực.
Thích hợp cho ứng dụng yêu cầu giao tiếp nhanh chóng và hiệu quả: UDP thường được sử dụng cho các ứng dụng cần truyền dữ liệu một cách nhanh chóng như trò chơi trực tuyến, video streaming, và các ứng dụng VoIP (Voice over Internet Protocol).
Giao diện lập trình ứng dụng đơn giản: UDP cung cấp một giao diện lập trình ứng dụng (API) đơn giản hơn so với TCP, điều này giúp cho việc phát triển ứng dụng sử dụng UDP trở nên dễ dàng hơn.

TCP và UDP là gì — *UDP (User Datagram Protocol) là một giao thức truyền thông thuộc bộ giao thức Internet (Internet Protocol Suite).*

1.2. Cách thức hoạt động của giao thức UDP là gì?

Giao thức UDP (User Datagram Protocol) hoạt động theo cách chia nhỏ dữ liệu thành các gói tin (datagram) và truyền đi mà không cần thiết lập kết nối trước giữa máy gửi và máy nhận. Mỗi gói tin UDP có cấu trúc gồm phần đầu (header) và phần dữ liệu (payload).

Cách thức hoạt động của UDP chủ yếu qua các bước sau đây:

Khởi tạo và tạo gói tin: Ứng dụng nguồn tạo ra dữ liệu cần truyền và đóng gói nó vào một UDP datagram. Mỗi UDP datagram bao gồm một header và một payload. UDP header có kích thước 8 byte và bao gồm các trường sau:

Source Port (2 byte): Cổng nguồn (không bắt buộc).
Destination Port (2 byte): Cổng đích.
Length (2 byte): Độ dài tổng cộng của UDP header và UDP payload.
Checksum (2 byte): Kiểm tra lỗi (không bắt buộc).

Gửi gói tin: Sau khi tạo ra UDP datagram, nó được gửi qua mạng IP. Vì UDP không thiết lập kết nối, mỗi datagram được gửi độc lập và có thể đi qua các tuyến đường khác nhau trong mạng.

Chuyển tiếp qua mạng: Các gói UDP được chuyển tiếp qua các router và thiết bị mạng mà không cần đảm bảo thứ tự hoặc độ tin cậy. Mỗi gói có thể đi qua các tuyến đường khác nhau và không có sự đảm bảo rằng tất cả các gói sẽ đến đích hoặc đến theo thứ tự đã gửi.

Nhận gói tin: Thiết bị đích nhận các gói UDP và đọc các thông tin từ header để xác định cổng đích và xử lý dữ liệu trong payload. Nếu có nhiều gói tin UDP được gửi, thiết bị đích sẽ xử lý từng gói một cách độc lập mà không cần quan tâm đến thứ tự nhận hoặc sự thiếu sót của các gói.

Xử lý dữ liệu: Ứng dụng đích đọc dữ liệu từ các gói tin và xử lý chúng. Nếu ứng dụng yêu cầu kiểm tra lỗi hoặc đảm bảo thứ tự, nó phải tự thực hiện các cơ chế này vì UDP không cung cấp.

Xem thêm: Protocol là gì? 14 Protocol mạng phổ biến trên Internet

1.3. Cấu trúc của giao thức UDP Header

Giao thức UDP (User Datagram Protocol) sử dụng một cấu trúc tiêu đề (header) đơn giản và nhỏ gọn để định dạng và điều khiển việc truyền tải dữ liệu. Cấu trúc header UDP bao gồm các trường sau đây:

Source Port Number (Số cổng nguồn): Đây là một trường 16 bit (2 byte) xác định số cổng nguồn của gói tin UDP. Số cổng nguồn đại diện cho ứng dụng hoặc dịch vụ gốc gửi gói tin.

Ví dụ: nếu một ứng dụng web gửi một gói tin UDP, số cổng nguồn có thể là 80 (cho giao thức HTTP).

Destination Port Number (Số cổng đích): Đây là một trường 16 bit (2 byte) xác định số cổng đích của gói tin UDP. Số cổng đích xác định ứng dụng hoặc dịch vụ đích nhận gói tin.

Ví dụ: nếu một ứng dụng web nhận một gói tin UDP, số cổng đích có thể là 53 (cho giao thức DNS).

UDP Length (Độ dài UDP): Đây là một trường 16 bit (2 byte) xác định kích thước của gói tin UDP, tính bằng byte. Trường này bao gồm cả tiêu đề UDP và dữ liệu. Độ dài UDP tối đa có thể là 65,535 byte.

Checksum (Kiểm tra tổng): Đây là một trường 16 bit (2 byte) sử dụng thuật toán kiểm tra tổng (checksum) để đảm bảo tính toàn vẹn của gói tin UDP. Giá trị checksum được tính toán dựa trên nội dung của gói tin UDP, bao gồm cả tiêu đề và dữ liệu.

Nếu gói tin bị hỏng trong quá trình truyền tải, giá trị checksum sẽ không khớp và gói tin sẽ bị từ chối.

1.4. Những tính năng của giao thức UDP là gì?

Giao thức UDP (User Datagram Protocol) có những đặc tính nổi bật sau:

Khả năng chấp nhận khả năng bị mất dữ liệu: UDP cho phép các gói tin bị mất hoặc nhận không theo thứ tự so với thứ tự ban đầu khi truyền đi. Điều này làm cho UDP phù hợp với các ứng dụng thời gian thực, nơi tốc độ và độ trễ thấp được ưu tiên hơn tính tin cậy và sắp xếp dữ liệu.

Ví dụ, trong các ứng dụng truyền phát video trực tiếp, việc mất một số gói tin không quan trọng hơn việc truyền chính xác toàn bộ dữ liệu.

Sử dụng cho các giao thức dựa trên giao dịch: UDP thường được sử dụng trong các giao thức dựa trên giao dịch như DNS (Domain Name System) và DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Các giao thức này thường sử dụng các gói tin ngắn và đơn giản, không yêu cầu tính tin cậy cao và có thể hoạt động tốt trên UDP.

Phù hợp với môi trường nhiều người truy cập và kết nối: UDP có thể hữu ích trong các môi trường có nhiều người truy cập và kết nối đồng thời. Vì UDP không yêu cầu thiết lập và duy trì kết nối như TCP, nó có thể xử lý đồng thời nhiều yêu cầu từ nhiều nguồn khác nhau mà không gây tải quá cao cho hệ thống.

1.5. Tính ứng dụng của giao thức UDP là gì?

Giao thức UDP cung cấp các tính năng hỗ trợ người dùng, cụ thể như sau:

TCP hỗ trợ user cài đặt cũng như tùy chỉnh kết nối giữa các loại máy tính không giống nhau.
Giao thức giúp vận hành tách biệt hoàn toàn với hệ điều hành.
Có thể hỗ trợ linh hoạt các các giao thức định tuyến.
TCP có thể thực hiện các hỗ trợ kết nối Internet giữa các tổ chức.
TCP hoạt động một cách độc lập hoàn toàn.
TCP được sử dụng để thực hiện nhiệm vụ tùy chỉnh giữa hai máy tính.

1.6. Ưu điểm của giao thức UDP là gì?

Giao thức không bị giới hạn bởi các mô hình giao tiếp trên kết nối, vì vậy thời gian khởi động của các ứng dụng sẽ phân tán thấp hơn.
Giao thức không được quản lý bởi người nhận cũng như không bao gồm các ranh giới khối.
Giao thức UDP có thể truyền phát cũng như không thể truyền đa hướng.
Sử dụng giao thức cũng có thể bị mất dữ liệu
Giao thức chỉ có thể thực hiện các giao dịch nhỏ
Tính ứng dụng chưa cao, chỉ ứng dụng chuyên về băng thông cho phép hiện tượng mất gói.

1.7. Nhược điểm của giao thức UDP là gì?

Nếu bạn thắc mắc nhược điểm của giao thức UDP là gì, cùng xem qua các phân tích sau đây của VinaHost nhé:

Đối với giao thức UDP, trên cùng một gói tin sẽ không có khả năng phân phối hay phân phối lần hai. Mọi quá trình đều phải thực hiện theo trình tự.
Khi xảy ra những xung đột thì các router sẽ không thể thực hiện lại.
Ngoài ra, UDP không được tích hợp Congestion Control và cả tính năng kiểm soát nguồn chính vì vậy khi sử dụng người dùng phải triển khai thủ công.
Ngoài ra, khi sử dụng giao thức UDP tình trạng bị mất gói cũng thường xuyên xảy ra.

Xem thêm: [Tìm Hiểu] SNMP Là Gì? Tổng Quan Về Giao Thức SNMP

2. Tổng quan kiến thức về giao thức TCP

2.1. TCP là gì?

TCP (Transmission Control Protocol) là một giao thức quan trọng trong bộ giao thức Internet (Internet Protocol Suite), chịu trách nhiệm đảm bảo rằng dữ liệu được truyền từ một thiết bị đến thiết bị khác một cách đáng tin cậy và theo thứ tự. TCP là giao thức kết nối (connection-oriented) và đáng tin cậy (reliable), được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng mạng.

Các đặc điểm chính của TCP bao gồm:

Kết nối (Connection-oriented): TCP yêu cầu thiết lập một kết nối giữa hai thiết bị trước khi truyền dữ liệu. Quá trình này bao gồm việc trao đổi một loạt các gói tin điều khiển để thiết lập và duy trì kết nối.
Đảm bảo tính toàn vẹn (Reliable): TCP đảm bảo rằng dữ liệu được truyền đến đích một cách chính xác và theo thứ tự. Nó sử dụng cơ chế xác nhận (acknowledgement) và truyền lại (retransmission) để đảm bảo không có gói tin nào bị mất hoặc bị lỗi.
Kiểm soát lưu lượng (Flow control): TCP sử dụng cơ chế kiểm soát lưu lượng để điều chỉnh tốc độ truyền dữ liệu giữa hai thiết bị, ngăn chặn tình trạng tắc nghẽn.
Kiểm soát tắc nghẽn (Congestion control): TCP có các thuật toán để phát hiện và giảm thiểu tình trạng tắc nghẽn trong mạng, đảm bảo hiệu suất truyền dữ liệu tối ưu.

TCP thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ tin cậy cao và giao tiếp liên tục, như truyền file, trang web, email, và các dịch vụ mạng khác.

2.2. Cách thức hoạt động của giao thức TCP là gì?

Giao thức TCP (Transmission Control Protocol – Giao thức điều khiển truyền vận) hoạt động theo quy trình gồm 3 giai đoạn chính:

Giai đoạn thiết lập kết nối:

Máy khách gửi gói tin SYN (Synchronize): Gói tin SYN bao gồm số thứ tự khởi tạo (ISN) của máy khách.
Máy chủ gửi gói tin SYN-ACK (Synchronize-Acknowledge): Gói tin SYN-ACK bao gồm số thứ tự khởi tạo (ISN) của máy chủ và số xác nhận (ACK) bằng ISN của máy khách + 1.
Máy khách gửi gói tin ACK: Gói tin ACK xác nhận đã nhận được SYN-ACK của máy chủ.

Giai đoạn truyền dữ liệu:

Máy khách và máy chủ: Trao đổi dữ liệu theo từng phân đoạn, mỗi phân đoạn có số thứ tự và số xác nhận riêng.
Kiểm tra lỗi: Sử dụng checksum để phát hiện lỗi truyền tải dữ liệu.
Xác nhận nhận: Máy nhận gửi gói tin ACK để xác nhận đã nhận được phân đoạn dữ liệu.
Kiểm soát luồng: Sử dụng thuật toán điều chỉnh tốc độ truyền dữ liệu để phù hợp với khả năng xử lý của máy nhận, tránh tình trạng quá tải mạng.

Giai đoạn kết thúc kết nối:

Máy khách hoặc máy chủ gửi gói tin FIN (Finish): Gói tin FIN báo hiệu muốn kết thúc kết nối.
Máy bên kia gửi gói tin ACK: Xác nhận đã nhận được FIN.
Gửi gói tin FIN thứ hai: Máy bên kia gửi gói tin FIN để xác nhận kết thúc kết nối.

Xem thêm: TCP/IP là gì? | Chức năng của 4 tầng trong TCP/IP

2.3. Tính ứng dụng của giao thức TCP là gì?

Giao thức TCP (Transmission Control Protocol) có rất nhiều ứng dụng quan trọng trong mạng máy tính và Internet. Cụ thể giao thức TCP mang đến tính ứng dụng cao, cụ thể:

TCP giúp người dùng có thể thực hiện cài đặt và tùy chỉnh các kết nối giữa các loại máy tính.
Giao thức hỗ trợ vận hành riêng biệt với nhiều hệ điều hành khác nhau.
Hỗ trợ linh hoạt các giao thức định tuyến
TCP hỗ trợ các kết nối Internet giữa các tổ chức
TCP có thể hoạt động riêng biệt và hoàn toàn độc lập
TCP còn được ứng dụng cho việc tùy chỉnh kết nối giữa hai máy tính.

2.4. Ưu điểm của giao thức TCP là gì?

TCP giúp hỗ trợ cài đặt các kết nối các loại máy tính khác nhau.
Hỗ trợ vận hành riêng biệt các hệ điều hàng
Đặc biệt, hệ thống hỗ trợ đa dạng các giao thức định tuyến
Giúp kết nối Internet và tổ chức các kết nối với nhau
Giao thức hoạt động độc lập
Áp dụng đối với kiến trúc Client – Server mô hình TCP/IP dễ dàng được nâng cao
TCP được áp dụng vào việc có thể thiết lập và kết nối giữa các máy tính.

2.5. Nhược điểm của giao thức TCP là gì?

Có thể nói TCP sẽ không dừng lại quá trình truyền tin mà không yêu cầu tất cả các dữ liệu chuyển động.
Người dùng không thể dùng hay có thể phát truyền nhiều hướng khác nhau.
Người dùng cần phải tạo ranh giới riêng vì TCP hiện tại không cung cấp ranh giới khối.
Một số tính năng người dùng cảm thấy TCP thật lãng phí băng thông, cũng như chiếm rất nhiều thời gian.
Mô hình hóa lớp truyền tải không thể chịu trách nhiệm hay có thể thực hiện các phân phối gói tin.
Một nhược điểm của giao thức TCP chính là việc thế chỗ trong TCP/IP cực kỳ khó khăn.
Giao thức hiện tại không cung cấp sự minh bạch của các dịch vụ, các giao diện và các giao thức của hệ thống.

Xem thêm: HTTP/2 là gì? Những đặc điểm nổi bật của HTTP/2

3. Sự khác nhau giữa TCP và UDP là gì?

Nếu bạn thắc mắc sự khác nhau giữa TCP UDP là gì, hãy cùng xem qua bảng so sánh UDP và TCP dưới đây nhé!

Bảng so sánh UDP và TCP

Tiêu chí	TCP (Transmission Control Protocol)	UDP (User Datagram Protocol)
Kết nối (Connection)	Có kết nối (Connection-oriented)	Không kết nối (Connectionless)
Độ tin cậy (Reliability)	Đáng tin cậy (Reliable)	Không đáng tin cậy (Unreliable)
Trình tự dữ liệu (Data sequencing)	Đảm bảo trình tự dữ liệu	Không đảm bảo trình tự dữ liệu
Truyền lại (Retransmission)	Có cơ chế truyền lại gói tin bị mất	Không có cơ chế truyền lại
Kiểm soát lưu lượng (Flow control)	Có kiểm soát lưu lượng	Không kiểm soát lưu lượng
Kiểm soát tắc nghẽn (Congestion control)	Có kiểm soát tắc nghẽn	Không kiểm soát tắc nghẽn
Overhead	Cao hơn do có các cơ chế kiểm soát lỗi và lưu lượng	Thấp hơn do không có các cơ chế kiểm soát này
Kiểm tra lỗi (Error checking)	Có kiểm tra lỗi và sửa lỗi	Có kiểm tra lỗi nhưng không sửa lỗi
Tốc độ (Speed)	Chậm hơn do phải thiết lập kết nối và kiểm soát lỗi	Nhanh hơn do không phải thiết lập kết nối và kiểm soát lỗi
Ứng dụng (Applications)	Thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu độ tin cậy cao như truyền tải tệp, email, web browsing	Thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu tốc độ cao và có thể chấp nhận mất mát dữ liệu như streaming, VoIP, gaming
Kiểu dữ liệu (Data type)	Truyền dữ liệu luồng (Stream-oriented)	Truyền dữ liệu gói (Message-oriented)
Header size	Lớn hơn (20-60 byte)	Nhỏ hơn (8 byte)
Thiết lập kết nối (Connection setup)	Yêu cầu thiết lập kết nối trước khi truyền dữ liệu	Không yêu cầu thiết lập kết nối

Từ bảng so sánh các tiêu chí cơ bản trên, ta có thể thấy rằng:

TCP: Đảm bảo độ tin cậy, trình tự dữ liệu, kiểm soát lỗi và lưu lượng, thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu truyền dữ liệu một cách chính xác và theo thứ tự.
UDP: Đơn giản và nhanh hơn, không đảm bảo độ tin cậy và trình tự, thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu tốc độ cao và có thể chấp nhận một số mất mát dữ liệu.

Xem thêm: FTP là gì | Tổng hợp kiến thức [A – Z] về giao thức FTP

4. Vậy nên lựa chọn giao thức nào tốt nhất?

ảng so sánh trên, ta có thể t

Ở phần này, VinaHost sẽ giúp bạn lựa chọn giao thức phù hợp nhất dựa trên các tiêu chí bên dưới.

4.1. Về độ tin cậy

TCP: TCP là giao thức đảm bảo giao tiếp tin cậy. Nó cung cấp cơ chế kiểm tra lỗi và gửi lại dữ liệu bị mất, đảm bảo rằng dữ liệu được truyền đi và nhận về đúng và không bị hỏng. TCP cũng đảm bảo thứ tự của dữ liệu, điều này quan trọng đặc biệt đối với các ứng dụng yêu cầu dữ liệu được xử lý theo thứ tự, chẳng hạn như truyền file hoặc trang web.
UDP: UDP không đảm bảo giao tiếp tin cậy như TCP. Nó không thực hiện kiểm tra lỗi hoặc gửi lại dữ liệu bị mất. Điều này có thể làm cho UDP nhanh hơn trong một số trường hợp, nhưng cũng có thể dẫn đến mất mát dữ liệu hoặc nhận dữ liệu không đúng đắn.

4.2. Về tốc độ

TCP: Do TCP cung cấp các cơ chế đảm bảo giao tiếp tin cậy, nên có thể có một số độ trễ do việc thực hiện các kiểm tra lỗi và gửi lại dữ liệu bị mất. Tuy nhiên, trong môi trường mạng ổn định, TCP thường cung cấp tốc độ truyền dữ liệu ổn định và hiệu quả.
UDP: UDP thường nhanh hơn TCP do nó không thực hiện các cơ chế kiểm tra lỗi và gửi lại dữ liệu. Điều này có nghĩa là không có độ trễ do việc kiểm tra lỗi hoặc gửi lại dữ liệu. UDP thường được sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu gửi dữ liệu một cách nhanh chóng và hiệu quả, như trò chơi trực tuyến hoặc streaming media.

Xem thêm: FileZilla là gì? | Cài đặt và Sử dụng FileZilla Server, Client

5. Tổng kết

Mong rằng bài viết trên của VinaHost đã giúp bạn hiểu được TCP và UDP là gì và biết cách chọn giao thức phù hợp nhất với nhu cầu. Bạn có thể xem thêm các bài viết thú vị khác tại đây và đừng ngại ngần liên hệ với VinaHost nếu cần hỗ trợ nhé: