TCP (Transmission Control Protocol) und UDP (User Datagram Protocol) sind die beiden gebräuchlichsten Verfahren für den Datentransport im modernen Web. Sie wissen es vielleicht nicht, aber Sie benutzen beide fast jeden Tag.
Lesen Sie weiter und erfahren Sie, wie!
Warum kann der Server nicht einfach alle meine Daten auf einmal senden?
Wenn Sie eine Website besuchen oder einen Live-Stream ansehen, könnte es so aussehen, als würden Sie alle Daten gleichzeitig erhalten. In Wirklichkeit könnte das nicht weiter von der Wahrheit entfernt sein. Das Internet funktioniert nicht so – und dafür gibt es einen guten Grund.
Damit unsere Netze nicht überlastet werden, werden die Daten in kleine Pakete aufgeteilt. Stellen Sie sich vor, Sie haben eine Verbindung mit 500 MBit/s und laden ein Videospiel mit 100 GB herunter. Ohne Chunking wäre Ihr Router nicht in der Lage, die Daten zu verarbeiten, und Ihr Netzwerk würde zum Stillstand kommen – es würde praktisch zusammenbrechen!
Verschiedene Protokolle wie TCP und UDP werden verwendet, um festzulegen, wie diese Pakete übertragen werden.
- TCP: Chunks werden nacheinander gesendet und überprüft. Stellen Sie sich das fast wie einen Briefwechsel vor. Ihr Rechner empfängt einen Brief, liest ihn und fragt dann nach dem nächsten.
- UDP: Alle Chunks werden im Schnellfeuer gesendet – wie ein Datenturm mit Kaliber .50!
Übertragungssteuerungsprotokoll
TCP ist das Herzstück aller Ihrer HTTP/HTTPS-Anfragen. TCP kümmert sich um alle Details unserer Verbindung. Mit TCP leiten wir einen Handshake ein, und dann kommt unsere Antwort in der richtigen Reihenfolge zurück. Jedes Mal, wenn unser Client eine Antwort erhält, sendet er ein ACK (acknowledgement) an den Server. Auf diese Weise weiß der Server immer, wie es um die von ihm übermittelten Informationen steht.
Nehmen wir an, Sie laden eine Datei über TCP herunter und sie wird in 4 Chunks oder Segmente aufgeteilt. Der Server sendet den ersten Chunk, und unser HTTP-Client teilt ihm mit, dass alles gut gelaufen ist. Dann wiederholen wir diesen Vorgang mit den Chunks 2, 3 und 4. Wir empfehlen Ihnen, mehr über die Erstellung von HTTP-Anfragen zu erfahren.
Kernfunktionalität
Im Folgenden wird Schritt für Schritt erklärt, wie TCP funktioniert.
- Der Client (Ihr Smartphone) initiiert einen Handshake und fordert Ihren E-Mail-Verlauf vom Server an.
- Da der Verlauf zu groß ist, um ihn auf einmal zu senden, wird er in kleine Teile aufgeteilt (bei TCP werden diese Teile als Segmente bezeichnet).
- Der Server sendet den ersten Chunk.
- Ihr Telefon sendet ein ACK (acknowledgement), dass das erste Chunk empfangen wurde.
- Der Server sendet den zweiten Chunk.
- Ihr Telefon sendet ein weiteres ACK.
Dieser Vorgang wiederholt sich in einer Schleife, bis alle Daten übertragen wurden.
Anwendungen
Wo immer Daten genau sein müssen, ist TCP zur Stelle und sorgt für den nötigen Durchblick. Sie verwenden TCP in allen folgenden Anwendungen.
- Surfen im Internet: HTTP/HTTPS (HyperText Transfer Protocol)/(HyperText Transfer Protocol Secure) verwendet TCP, um Seiten an Ihren Browser zu senden.
- E-Mail: SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), IMAP (Internet Message Access Protocol) und POP3 (Post Office Protocol Version 3) verwenden alle TCP, um sicherzustellen, dass Ihre Nachrichten in der richtigen Reihenfolge ankommen – und nicht als willkürliches, durcheinander gewürfeltes Kauderwelsch.
- Herunterladen großer Dateien: FTP (File Transfer Protocol) und SFTP (Secure File Transfer Protocol) sorgen dafür, dass große Downloads in geordneter Weise erfolgen, ohne dass Ihre Daten beschädigt werden.
Pro und Kontra
Profis
- ✅ Zuverlässig: TCP stellt sicher, dass alle Daten zugestellt werden.
- ✅ Fehlerfrei: Wenn ein Datenpaket fehlerhaft gesendet oder verarbeitet wird, sorgt TCP dafür, dass die Daten erneut übertragen werden.
Nachteile
- ❌ Langsam: Aufgrund seiner strengen Genauigkeitsregeln ist TCP oft langsam.
- ❌ Netzüberlastung: Bei hohem Verkehrsaufkommen gerät TCP ins Stocken, während es darauf wartet, dass sich alles perfekt ausrichtet.
Benutzer-Datagramm-Protokoll
UDP ist so etwas wie der entspannte Cousin von TCP. Bei TCP geht es um Handshakes und die Aufrechterhaltung einer Verbindung, bis die Daten perfekt ankommen. Unsere UDP-Blöcke werden technisch gesehen als Datagramme bezeichnet. Bei UDP senden wir eine einzige Anfrage, und der Server sendet alle Datenpakete in schneller Folge, ohne ihre Richtigkeit zu überprüfen.
Bei der Verarbeitung von Antworten gibt es kein ACK-System oder Handshake. Ihr Rechner sendet eine einzige Anfrage und empfängt die Daten. Der Server hört diese Anfrage und antwortet, indem er alle diese Chunks ohne besondere Reihenfolge abfeuert.
Kernfunktionalität
Der Prozess in UDP ist viel schneller und lockerer.
- Ihre Maschine fordert die Daten an
- Der Server sendet jeden Chunk im Schnelldurchlauf ohne Überprüfung oder ACKs.
Ihre Daten kommen so schnell wie möglich und meist ungeordnet an. Der Server kümmert sich nicht um fehlende Chunks oder Datenintegrität.
Anwendungen
- Live-Streaming: Wenn Sie einen YouTube-Livestream ansehen, sendet die App auf Ihrem Telefon oder Fernseher die Anfragen und öffnet den Stream. Dann fangen die Daten an zu fliegen!
- Online-Spiele: Bei modernen Online-Spielen werden KB (Kilobytes) und manchmal sogar MB (Megabytes) in nur wenigen Sekunden übertragen. Mit UDP wird das Spiel mit minimaler Latenzzeit auf dem Bildschirm dargestellt.
- DNS (Domain Name System) Suchvorgänge: Wenn Sie den Bright Data Blog besuchen, schießt ein DNS-Server die IP-Adresse per UDP direkt in Ihren Browser.
Pro und Kontra
Profis
- Rasend schnell: UDP kümmert sich nicht um die Genauigkeit, es ist wie ein Maschinengewehr, das alle Daten so schnell wie möglich abfeuert.
- ✅ Schlank: Es werden keine Ressourcen für Handshakes und ACKs verschwendet, sondern alle Daten kommen so schnell wie möglich.
Nachteile
- ❌ Unzuverlässig: Die Daten können durcheinander oder manchmal gar nicht ankommen.
- ❌ Hände weg: UDP-Servern ist es egal, dass Ihr Livestream nicht funktioniert. Sie senden einfach immer mehr Daten.
Häufige Missverständnisse
Irrglaube Nr. 1: TCP ist immer langsamer als UDP
Ja, TCP fügt eine Verzögerung durch Handshakes und ACKs hinzu. Moderne Protokolle wie TCP Fast Open (TFO) und Multipath TCP (MPTCP) verringern jedoch die TCP-Latenzzeit und verbessern die Leistung. Während UDP fast immer schneller ist, kann fein abgestimmtes TCP manchmal sogar UDP übertreffen.
Missverständnis Nr. 2: UDP ist nur für Streaming und Spiele geeignet
Echtzeitanwendungen sind die primäre Nische für UDP, doch beschränkt sich dies nicht nur auf Live-Streams und Online-Spiele. Handel mit niedriger Latenz, Sensortechnologien und sogar DNS können UDP nutzen.
Irrglaube Nr. 3: Man kann nur einen verwenden
Moderne Technologien verwenden sowohl TCP als auch UDP. Wenn Sie über Hulu oder YouTube fernsehen, wird die eigentliche Einrichtung wie die erste Verbindung, die Metadaten und die Pufferung häufig über TCP übertragen. Beim Streaming dieser Inhalte wird häufig UDP verwendet, um die Bitrate anzupassen und Verzögerungen während des Streams zu verringern.
Wann ist welches zu verwenden?
| Anwendungsfall | Empfohlenes Protokoll | Verlässlichkeit | Geschwindigkeit | Garantiert Ordnung? | Erfordert Handshake? | Toleriert Paketverluste | Warum es passt |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Web-Browsing (HTTP/HTTPS) | TCP | ✔️ | ❌ Langsamer | ✔️ | ✔️ | ❌ | Sicherstellung, dass die gesamte Seite in der richtigen Reihenfolge geladen wird |
| E-Mail (SMTP, IMAP, POP3) | TCP | ✔️ | ❌ Langsamer | ✔️ | ✔️ | ❌ | Nachrichten müssen vollständig und genau übermittelt werden |
| Datei-Downloads (FTP/SFTP) | TCP | ✔️ | ❌ Langsamer | ✔️ | ✔️ | ❌ | Verhindert die Beschädigung von Daten bei großen Übertragungen |
| Videoanrufe / VoIP | UDP | ❌ | ✔️ Schnell | ❌ | ❌ | ✔️ | Echtzeitkommunikation hat Vorrang vor Genauigkeit |
| Online-Spiele | UDP | ❌ | ✔️ Schnell | ❌ | ❌ | ✔️ | Schnelle Reaktionszeit ist wichtiger als ein fehlendes Bild |
| Live-Streaming | UDP | ❌ | ✔️ Schnell | ❌ | ❌ | ✔️ | Pufferung wird vermieden, indem fehlende Pakete verworfen werden |
| DNS-Abfragen | UDP | ❌ | ✔️ Schnell | ❌ | ❌ | ✔️ | Leichtgewichtige Anfragen benötigen keine vollständige Verbindungsabwicklung |
Schlussfolgerung: Wählen Sie das richtige Werkzeug für die richtige Aufgabe
Sowohl TCP als auch UDP spielen eine entscheidende Rolle bei der Datenübertragung im Internet. TCP gewährleistet Zuverlässigkeit und Genauigkeit und ist daher ideal für das Surfen im Internet, E-Mails und Dateiübertragungen. Bei UDP hingegen steht die Geschwindigkeit im Vordergrund, was es zur ersten Wahl für Live-Streaming, Online-Spiele und Echtzeitkommunikation macht.
Wenn es um Proxys geht, kann das richtige Protokoll den Unterschied ausmachen. Wenn Sie stabile, zuverlässige Verbindungen für Web Scraping, Datenerfassung oder sicheres Surfen benötigen, sind HTTP/HTTPS-Proxys mit TCP die beste Wahl. Wenn jedoch Geschwindigkeit und niedrige Latenzzeiten für Sie Priorität haben, z. B. beim Streaming oder bei Spielen, können SOCKS5-Proxys mit UDP-Unterstützung die erforderliche Leistung bieten.
Werfen Sie einen Blick auf die folgende Auswahl an Proxy-Diensten:
- Proxys für Privatanwender: Zugriff auf das Internet über ein echtes Endgerät mit einer Internetverbindung zu Hause.
- Rechenzentrum-Proxies: Leiten Sie Ihre Anfragen über die beste Hardware und Bandbreite, die in modernen Rechenzentren verfügbar ist.
- Mobile Proxies: Ähnlich wie bei Privatkunden, aber Ihre Anfrage wird über ein mobiles Gerät in einem zellularen Datennetz gestellt.
- ISP-Proxies: Leiten Sie Ihren Datenverkehr über einen bestimmten Internetdienstanbieter.
- Web Unlocker: Verbinden Sie sich automatisch mit dem besten verfügbaren Proxy für Ihre Zielseite. Keine CAPTCHAs, kein Ärger.
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