TCP বনাম UDP: নির্ভরযোগ্যতা বনাম দক্ষতা বিতর্কের রহস্য উন্মোচন

আজ আমরা TCP-এর উপর মনোযোগ দিয়ে শুরু করব। লেয়ারিং সম্পর্কিত অধ্যায়ের শুরুতে আমরা একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় উল্লেখ করেছিলাম। নেটওয়ার্ক লেয়ার এবং তার নিচের স্তরে, সংযোগ মূলত হোস্ট-টু-হোস্ট ভিত্তিক হয়ে থাকে, যার অর্থ হলো অন্য কোনো কম্পিউটারের সাথে সংযোগ স্থাপন করার জন্য আপনার কম্পিউটারকে জানতে হয় সেটি কোথায় অবস্থিত। তবে, একটি নেটওয়ার্কে যোগাযোগ প্রায়শই ইন্টারমেশিন কমিউনিকেশনের চেয়ে ইন্টারপ্রসেস কমিউনিকেশন হয়ে থাকে। এই কারণেই TCP প্রোটোকল পোর্টের ধারণাটি নিয়ে আসে। একটি পোর্ট শুধুমাত্র একটি প্রসেস দ্বারা ব্যবহৃত হতে পারে, যা বিভিন্ন হোস্টে চলমান অ্যাপ্লিকেশন প্রসেসগুলোর মধ্যে সরাসরি যোগাযোগের সুযোগ করে দেয়।

ট্রান্সপোর্ট লেয়ারের কাজ হলো বিভিন্ন হোস্টে চলমান অ্যাপ্লিকেশন প্রসেসগুলোর মধ্যে সরাসরি যোগাযোগের পরিষেবা প্রদান করা, তাই এটি একটি এন্ড-টু-এন্ড প্রোটোকল হিসেবেও পরিচিত। ট্রান্সপোর্ট লেয়ার নেটওয়ার্কের মূল বিবরণ গোপন রাখে, যার ফলে অ্যাপ্লিকেশন প্রসেসটি এমনভাবে দেখতে পায় যেন দুটি ট্রান্সপোর্ট লেয়ার সত্তার মধ্যে একটি যৌক্তিক এন্ড-টু-এন্ড যোগাযোগ চ্যানেল রয়েছে।

TCP-এর পূর্ণরূপ হলো ট্রান্সমিশন কন্ট্রোল প্রোটোকল এবং এটি একটি কানেকশন-অরিয়েন্টেড প্রোটোকল হিসেবে পরিচিত। এর মানে হলো, একটি অ্যাপ্লিকেশন অন্যটিতে ডেটা পাঠানো শুরু করার আগে, প্রসেস দুটিকে একটি হ্যান্ডশেক করতে হয়। হ্যান্ডশেক হলো একটি যৌক্তিকভাবে সংযুক্ত প্রক্রিয়া যা ডেটার নির্ভরযোগ্য প্রেরণ এবং সুশৃঙ্খল গ্রহণ নিশ্চিত করে। হ্যান্ডশেক চলাকালীন, সফল ডেটা ট্রান্সমিশন নিশ্চিত করার জন্য কিছু প্যারামিটার ও নিয়মের উপর একমত হয়ে এবং ধারাবাহিক কন্ট্রোল প্যাকেট বিনিময়ের মাধ্যমে সোর্স ও ডেস্টিনেশন হোস্টের মধ্যে একটি সংযোগ স্থাপন করা হয়।

TCP কী? (মাইলিঙ্কিংসনেটওয়ার্ক ট্যাপএবংনেটওয়ার্ক প্যাকেট ব্রোকারTCP বা UDP উভয় প্যাকেটই প্রক্রিয়া করতে পারত)
টিসিপি (ট্রান্সমিশন কন্ট্রোল প্রোটোকল) হলো একটি সংযোগ-ভিত্তিক, নির্ভরযোগ্য, বাইট-স্ট্রিম ভিত্তিক ট্রান্সপোর্ট লেয়ার কমিউনিকেশন প্রোটোকল।

সংযোগ-ভিত্তিককানেকশন-ওরিয়েন্টেড মানে হলো যে TCP কমিউনিকেশন এক-থেকে-এক, অর্থাৎ পয়েন্ট-টু-পয়েন্ট এন্ড-টু-এন্ড কমিউনিকেশন, যা UDP-এর থেকে আলাদা, কারণ UDP একই সময়ে একাধিক হোস্টে মেসেজ পাঠাতে পারে, তাই এর মাধ্যমে এক-থেকে-অনেক কমিউনিকেশন সম্ভব হয় না।
নির্ভরযোগ্যTCP-এর নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করে যে নেটওয়ার্ক লিঙ্কের পরিবর্তন নির্বিশেষে প্যাকেটগুলি প্রাপকের কাছে নির্ভরযোগ্যভাবে পৌঁছে দেওয়া হয়, যা TCP-এর প্রোটোকল প্যাকেট ফরম্যাটকে UDP-এর তুলনায় আরও জটিল করে তোলে।
বাইট-স্ট্রিম-ভিত্তিকTCP-এর বাইট-স্ট্রিম-ভিত্তিক বৈশিষ্ট্য যেকোনো আকারের বার্তা প্রেরণের সুযোগ দেয় এবং বার্তার ক্রম নিশ্চিত করে: এমনকি যদি পূর্ববর্তী বার্তাটি সম্পূর্ণরূপে গৃহীত না হয়, এবং পরবর্তী বাইটগুলো গৃহীত হয়েও যায়, TCP সেগুলোকে প্রক্রিয়াকরণের জন্য অ্যাপ্লিকেশন লেয়ারে প্রেরণ করবে না এবং স্বয়ংক্রিয়ভাবে ডুপ্লিকেট প্যাকেটগুলো বাদ দিয়ে দেবে।
একবার হোস্ট A এবং হোস্ট B-এর মধ্যে সংযোগ স্থাপিত হয়ে গেলে, অ্যাপ্লিকেশনটিকে ডেটা পাঠানো ও গ্রহণ করার জন্য শুধুমাত্র ভার্চুয়াল কমিউনিকেশন লাইনটি ব্যবহার করতে হয়, যার ফলে ডেটা ট্রান্সমিশন নিশ্চিত হয়। সংযোগ স্থাপন, বিচ্ছিন্নকরণ এবং ধরে রাখার মতো কাজগুলো নিয়ন্ত্রণের দায়িত্ব TCP প্রোটোকলের। উল্লেখ্য যে, এখানে আমরা ভার্চুয়াল লাইন বলতে শুধুমাত্র একটি সংযোগ স্থাপন করাকে বোঝাচ্ছি, এবং TCP প্রোটোকল সংযোগ বলতে শুধু এটাই নির্দেশ করে যে উভয় পক্ষ ডেটা ট্রান্সমিশন শুরু করতে পারে এবং ডেটার নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করা হয়। রাউটিং এবং ট্রান্সপোর্ট নোডগুলো নেটওয়ার্ক ডিভাইস দ্বারা পরিচালিত হয়; TCP প্রোটোকল নিজে এই বিষয়গুলো নিয়ে চিন্তিত নয়।

একটি TCP সংযোগ হলো একটি ফুল-ডুপ্লেক্স পরিষেবা, যার অর্থ হলো একটি TCP সংযোগে হোস্ট A এবং হোস্ট B উভয় দিকেই ডেটা প্রেরণ করতে পারে। অর্থাৎ, হোস্ট A এবং হোস্ট B-এর মধ্যে দ্বিমুখী প্রবাহে ডেটা স্থানান্তর করা যায়।

TCP সাময়িকভাবে কানেকশনের সেন্ড বাফারে ডেটা সংরক্ষণ করে। এই সেন্ড বাফারটি হলো থ্রি-ওয়ে হ্যান্ডশেকের সময় তৈরি হওয়া ক্যাশগুলোর মধ্যে একটি। পরবর্তীতে, TCP উপযুক্ত সময়ে সেন্ড ক্যাশে থাকা ডেটা গন্তব্য হোস্টের রিসিভ ক্যাশে পাঠিয়ে দেয়। বাস্তবে, প্রতিটি পিয়ারের একটি সেন্ড ক্যাশ এবং একটি রিসিভ ক্যাশ থাকে, যেমনটি এখানে দেখানো হয়েছে:

সেন্ড বাফার হলো প্রেরক প্রান্তে TCP ইমপ্লিমেন্টেশন দ্বারা পরিচালিত মেমরির একটি অংশ, যা প্রেরণের জন্য ডেটা সাময়িকভাবে সংরক্ষণ করতে ব্যবহৃত হয়। সংযোগ স্থাপনের জন্য যখন থ্রি-ওয়ে হ্যান্ডশেক সম্পন্ন করা হয়, তখন ডেটা সংরক্ষণের জন্য সেন্ড ক্যাশে সেট আপ ও ব্যবহৃত হয়। নেটওয়ার্কের ব্যস্ততা এবং প্রাপকের কাছ থেকে প্রাপ্ত ফিডব্যাক অনুযায়ী সেন্ড বাফারটি গতিশীলভাবে সমন্বয় করা হয়।

রিসিভ বাফার হলো গ্রহণকারী প্রান্তে TCP ইমপ্লিমেন্টেশন দ্বারা পরিচালিত মেমরির একটি অংশ, যা প্রাপ্ত ডেটা সাময়িকভাবে সংরক্ষণ করতে ব্যবহৃত হয়। TCP প্রাপ্ত ডেটা রিসিভ ক্যাশে সংরক্ষণ করে এবং উচ্চতর অ্যাপ্লিকেশনের তা পড়ার জন্য অপেক্ষা করে।

উল্লেখ্য যে, সেন্ড ক্যাশে এবং রিসিভ ক্যাশের আকার সীমিত। ক্যাশে পূর্ণ হয়ে গেলে, নির্ভরযোগ্য ডেটা ট্রান্সমিশন এবং নেটওয়ার্ক স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করার জন্য TCP কনজেশন কন্ট্রোল, ফ্লো কন্ট্রোল ইত্যাদির মতো কিছু কৌশল অবলম্বন করতে পারে।

কম্পিউটার নেটওয়ার্কে, হোস্টগুলোর মধ্যে ডেটা আদান-প্রদান সেগমেন্টের মাধ্যমে সম্পন্ন করা হয়। তাহলে প্যাকেট সেগমেন্ট বলতে কী বোঝায়?

TCP আগত স্ট্রিমকে কয়েকটি খণ্ডে বিভক্ত করে এবং প্রতিটি খণ্ডে TCP হেডার যুক্ত করার মাধ্যমে একটি TCP সেগমেন্ট বা প্যাকেট সেগমেন্ট তৈরি করে। প্রতিটি সেগমেন্ট শুধুমাত্র একটি সীমিত সময়ের জন্য প্রেরণ করা যায় এবং এটি সর্বোচ্চ সেগমেন্ট আকার (Maximum Segment Size - MSS) অতিক্রম করতে পারে না। প্রেরণের পথে, একটি প্যাকেট সেগমেন্ট লিঙ্ক লেয়ারের মধ্য দিয়ে যায়। লিঙ্ক লেয়ারের একটি সর্বোচ্চ ট্রান্সমিশন ইউনিট (Maximum Transmission Unit - MTU) থাকে, যা হলো ডেটা লিঙ্ক লেয়ারের মধ্য দিয়ে যেতে সক্ষম সর্বোচ্চ প্যাকেটের আকার। সর্বোচ্চ ট্রান্সমিশন ইউনিট সাধারণত কমিউনিকেশন ইন্টারফেসের সাথে সম্পর্কিত থাকে।

তাহলে MSS এবং MTU এর মধ্যে পার্থক্য কী?

কম্পিউটার নেটওয়ার্কে স্তরক্রমিক স্থাপত্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি বিভিন্ন স্তরের মধ্যকার পার্থক্যগুলো বিবেচনা করে। প্রতিটি স্তরের একটি ভিন্ন নাম রয়েছে; ট্রান্সপোর্ট লেয়ারে ডেটাকে সেগমেন্ট এবং নেটওয়ার্ক লেয়ারে ডেটাকে আইপি প্যাকেট বলা হয়। সুতরাং, ম্যাক্সিমাম ট্রান্সমিশন ইউনিট (MTU)-কে নেটওয়ার্ক লেয়ার দ্বারা প্রেরিত হতে পারে এমন সর্বোচ্চ আইপি প্যাকেট সাইজ হিসেবে ভাবা যেতে পারে, যেখানে ম্যাক্সিমাম সেগমেন্ট সাইজ (MSS) হলো ট্রান্সপোর্ট লেয়ারের একটি ধারণা যা একটি TCP প্যাকেট দ্বারা একবারে প্রেরিত হতে পারে এমন সর্বোচ্চ পরিমাণ ডেটাকে বোঝায়।

উল্লেখ্য যে, যখন ম্যাক্সিমাম সেগমেন্ট সাইজ (MSS) ম্যাক্সিমাম ট্রান্সমিশন ইউনিট (MTU) থেকে বড় হয়, তখন নেটওয়ার্ক লেয়ারে আইপি ফ্র্যাগমেন্টেশন সম্পন্ন হবে এবং TCP বড় ডেটাটিকে MTU সাইজের জন্য উপযুক্ত সেগমেন্টে বিভক্ত করবে না। নেটওয়ার্ক লেয়ারে আইপি লেয়ারের জন্য একটি বিশেষ অংশ থাকবে।