[네트워크] TCP, UDP

TCP, UDP 

전송계층에서 사용하는 프로토콜. 목적지 장비까지 전송한 패킷을 상위의 특정 응용 프로토콜에게 전달하는 것에 목적

 

 

TCP? 

Transmission Control Protocol

두 개의 호스트를 연결하고 데이터 스트림을 교환하게 해주는 중요한 네트워크 프로토콜.

TCP는 데이터와 패킷이 보내진 순서대로 전달하는 것을 보장해준다. 

 

일반적으로 TCP와 IP를 함께 사용합니다.

• IP : 데이터의 배달을 처리
• TCP : 패킷을 추적 및 관리합니다.

TCP는 연결형 서비스를 지원하는 프로토콜로 인터넷 환경에서 기본으로 사용합니다.

 

TCP 특징

• 연결형 서비스로 가상 회선 방식을 제공한다.
• 3-way handshaking과정을 통해 연결을 설정하고 4-way handshaking을 통해 해제한다.
• 흐름 제어 및 혼잡 제어.
• 높은 신뢰성을 보장한다.
• UDP보다 속도가 느리다.
• 전이중(Full-Duplex), 점대점(Point to Point) 방식.

가상 회선 방식을 제공한다는 것은 발신지와 수신지를 연결하여 패킷을 전송하기 위한 논리적 경로를 배정한다는 말입니다. TCP는 연결형 서비스로 신뢰성을 보장합니다. 그래서 3-way handshaking 과정도 사용하고, 데이터의 흐름제어나 혼잡 제어와 같은 기능도 합니다. 하지만 이러한 기능때문에 UDP보다 속도가 느리게 됩니다. (이러한 기능들이 CPU를 사용하기 때문입니다.) 연속성보다 신뢰성이 중요할때 사용하는 프로토콜입니다

 

TCP 서버의 특징

• 서버소켓은 연결만을 담당한다.
• 연결과정에서 반환된 클라이언트 소켓은 데이터의 송수신에 사용된다형 서비스로 가상 회선 방식을 제공한다.
• 서버와 클라이언트는 1대1로 연결된다.
• 스트림 전송으로 전송 데이터의 크기가 무제한이다.
• 패킷에 대한 응답을 해야하기 때문에(시간 지연, CPU 소모) 성능이 낮다.
• Streaming 서비스에 불리하다.(손실된 경우 재전송 요청을 하므로)

패킷(Packet)

인터넷 내에서 데이터를 보내기 위한 경로배정(라우팅)을 효율적으로 하기 위해 여러 개로 나눈 데이터의 조각입니다.

TCP의 패킷 추적 및 관리

데이터는 패킷단위로 나누어 같은 목적지(IP계층)으로 전송됩니다. A, B, C라는 패킷에 1, 2, 3이라는 번호를 부여하여 패킷의 분실 확인과 같은 처리를 하여 목적지에서 재조립을 수행합니다.

 

 

UDP?

User Datagram Protocol

사용자 데이터그램 규약 데이터를 데이터그램 단위로 처리하는 프로토콜

데이터그램이란 독립적인 관계를 지니는 패킷입니다. UDP는 TCP와 달리 비연결형 프로토콜입니다. 즉, 연결을 위해 할당되는 논리적인 경로가 없습니다. 따라서 각각의 패킷은 다른 경로로 전송되고, 각각의 패킷은 독립적인 관계를 지니게 됩니다. 이러한 프로토콜을 UDP라고 합니다.

 

UDP 특징

• 비연결형 서비스로 데이터그램 방식을 제공한다
• 정보를 주고 받을 때 정보를 보내거나 받는다는 신호절차를 거치지 않는다.
• UDP헤더의 CheckSum 필드를 통해 최소한의 오류만 검출한다.
• 신뢰성이 낮다
• TCP보다 속도가 빠르다

UDP는 비연결형 서비스이므로, 연결을 설정하고 해제하는 과정이 존재하지 않습니다. 패킷에 순서 부여, 재조립, 또는 흐름 제어나 혼잡 제어와 같은 기능을 처리하지 않기 때문에 TCP보다 속도가 빠르고 네트워크 부하가 적다는 장점이 있습니다. 단점은 신뢰성있는 데이터의 전송을 보장하지는 못합니다. 따라서 신뢰성보다는 연속성이 중요한 서비스, 예를 들면 실시간 서비스(streaming)에 자주 사용됩니다.

UDP 서버의 특징

• UDP에는 연결 자체가 없어서(connect 함수 불필요) 서버 소켓과 클라이언트 소켓의 구분이 없다.
• 소켓 대신 IP를 기반으로 데이터를 전송한다.
• 서버와 클라이언트는 1대1, 1대N, N대M 등으로 연결될 수 있다.
• 데이터그램(메세지) 단위로 전송되며 그 크기는 65535바이트로, 크기가 초과하면 잘라서 보낸다.
• 흐름제어(flow control)가 없어서 패킷이 제대로 전송되었는지, 오류가 없는지 확인할 수 없다.
• 파일 전송과 같은 신뢰성이 필요한 서비스보다 성능이 중요시 되는 경우에 사용된다.

흐름제어(Flow Control)와 혼잡제어(Congestion Control)

• 흐름제어 : 데이터를 송신하는 곳과 수신하는 곳의 데이터 처리 속도를 조절하여 수신자의 버퍼 오버플로우를 방지하는 것입니다.
• 혼잡제어 : 네트워크 내의 패킷 수가 넘치게 증가하지 않도록 방지하는 것입니다.
  • 정보의 소통량이 과다하면 패킷을 조금만 전송하여 혼잡 붕괴 현상이 일어나는 것을 막습니다.
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TCP와 UDP의 차이점

TCP는 연결형 서비스로 가상 회선 방식을 제공하고, 높은 신뢰성을 보장하고 흐름 제어 및 혼잡 제어 기능을 제공합니다.

반면, UDP는 비연결형 서비스로 데이터그램 방식을 제공하고, 패킷에 순서 부여나 재조립등의 기능을 처리하지 않기 때문에 연속성이 중요한 서비스에 사용됩니다.

 

 

 

 

참고

https://livlikwav.github.io/study/tcp-and-udp/

https://choseongho93.tistory.com/3