Опишите протоколы транспортного уровня TCP и UDP: их ключевые различия и сценарии использования.

Протоколы транспортного уровня (L4 модели OSI) отвечают за сквозную передачу данных между приложениями на разных хостах. Основные протоколы — TCP и UDP.

TCP (Transmission Control Protocol)

Протокол, ориентированный на установление соединения. Его главная цель — надежность.

Ключевые характеристики:

• Надежность: Гарантирует доставку данных в правильном порядке и без потерь. Потерянные пакеты запрашиваются и отправляются повторно.
• Установка соединения: Перед обменом данными происходит тройное рукопожатие (SYN, SYN-ACK, ACK) для установки соединения.
• Упорядоченность: Пакеты нумеруются (sequence numbers), что позволяет собрать их на принимающей стороне в правильном порядке.
• Контроль потока: Механизмы (например, скользящее окно) предотвращают переполнение буфера получателя.

Сценарии использования: Веб-трафик (HTTP/HTTPS), электронная почта (SMTP), передача файлов (FTP), подключение к базам данных.

UDP (User Datagram Protocol)

Протокол без установления соединения. Его главная цель — скорость и минимальные накладные расходы.

Ключевые характеристики:

• Ненадежность: Не гарантирует доставку, порядок и целостность данных. Пакеты (датаграммы) просто "выстреливаются" в сторону получателя.
• Без соединения: Нет рукопожатий, данные отправляются сразу.
• Высокая скорость: Минимальная задержка, так как нет механизмов контроля и повторной отправки.
• Простота: Заголовок UDP намного меньше и проще, чем у TCP.

Сценарии использования: Стриминг видео и аудио (VoIP), онлайн-игры, DNS-запросы, системы мониторинга, где потеря одного пакета не критична.

Сводка и примеры в Go

Пример кода на Go:

// TCP-клиент: надежное соединение
conn, err := net.Dial("tcp", "example.com:80")
if err != nil {
    // Обработка ошибки
}
defer conn.Close()

// UDP-клиент: быстрая отправка без гарантий
conn, err := net.Dial("udp", "8.8.8.8:53") // DNS-запрос к Google DNS
if err != nil {
    // Обработка ошибки
}
defer conn.Close()