Порты, TCP и UDP

IP-адрес доставляет пакет на нужное устройство. Но он не говорит, какое приложение на этом устройстве должно его получить. Это задача порта: числа, которое сообщает вашему Mac, какая программа ведёт разговор. Учебный центр Cloudflare сравнивает это с многоквартирным домом: уличный адрес (IP) доставляет почту в нужный дом, а номер квартиры (порт) — в нужную дверь.

Одно соединение, много дверей

Порты позволяют компьютеру различать разные виды трафика, даже если весь он приходит по одному и тому же Wi-Fi или проводному соединению. Cloudflare формулирует это прямо: «порты позволяют компьютерам легко различать разные виды трафика: например, письма идут на другой порт, чем веб-страницы, хотя оба достигают компьютера через одно и то же интернет-соединение» (ports allow computers to easily differentiate between different kinds of traffic: emails go to a different port than webpages, for instance, even though both reach a computer over the same Internet connection). Порты находятся в заголовках TCP и UDP, на уровень выше обычного IP-адреса; в самом IP-пакете просто нет места, чтобы указать, для какого порта он предназначен.

Кто вправе использовать какой номер

Номера портов идут от 0 до 65535, и Администрация адресного пространства интернета (IANA) управляет тем, кому какой достаётся: системные порты (0–1023) назначаются только через формальную проверку, пользовательские, или зарегистрированные, порты (1024–49151) можно зарегистрировать для конкретной службы, а верхний диапазон, 49152–65535, оставлен незанятым для временного использования — например, для обратного адреса, который ваш браузер выбирает для своей стороны соединения.

TCP: медленнее, зато ничего не теряется

Протокол управления передачей (TCP), определённый в RFC 9293, создан быть надёжным: он «предоставляет приложениям надёжную, упорядоченную услугу байтового потока» (provides a reliable, in-order, byte-stream service to applications), обнаруживая потерянные пакеты по номерам последовательности и повторно отправляя их, пока другая сторона не подтвердит получение. Эта надёжность стоит немного времени и накладных расходов, поэтому TCP — правильный выбор для того, что должно прийти целым и по порядку: веб-страница, загрузка файла, письмо.

UDP: быстро, и готов немного потерять

Протокол пользовательских датаграмм (UDP), описанный в RFC 768, идёт на противоположный компромисс: он «предоставляет прикладным программам процедуру отправки сообщений другим программам с минимумом протокольного механизма» (provides a procedure for application programs to send messages to other programs with a minimum of protocol mechanism). Здесь нет ни рукопожатия, ни гарантии порядка, ни автоматической повторной отправки. Cloudflare отмечает, что это подходит «особенно чувствительным ко времени передачам, таким как воспроизведение видео или запросы DNS» (especially time-sensitive transmissions such as video playback or DNS lookups), где потерянный пакет — лишь небольшой сбой, а ожидание повторной передачи было бы хуже, чем просто двигаться дальше.