[Network] TCP와 UDP

TCP와 UDP는 OSI 7계층들 중 TCP/IP 전송 계층에서 사용되는 프로토콜이다.

 

1. TCP

- 개념

• Transmission Control Protocol
• 연결 지향적 프로토콜: 클라이언트와 서버가 연결된 상태에서 데이터를 주고 받는 프로토콜
• 장치들 사이에 논리적인 접속을 성립하기 위해 연결을 설정해 신뢰성을 보장하는 연결형 서비스
• 네트워크에 연결된 컴퓨터에서 실행되는 프로그램 간에 일련의 옥텟(데이터, 메시지, 세그먼트라는 블록 단위)을 안정적으로, 순서대로, 에러 없이 교환할 수 있게 함

 

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- 특징

• 연결형 서비스로 가상 회선 방식을 제공
  • 3-way handshaking 과정을 통해 연결을 설정함
  • 4-way handshaking 과정을 통해 연결을 해제함
• 흐름 제어 (Flow control)
  • 데이터 처리 속도를 조절하여 수신자의 버퍼 오버플로우를 방지
  • 예) 송신하는 곳에서 감당이 안 되게 데이터를 빠르게 많이 보내면 수신자에서 문제가 발생함
• 혼잡 제어 (Congestion control)
  • 네트워크 내의 패킷 수가 과도하게 증가하지 않도록 방지
  • 예) 정보의 소통량이 과다하면 패킷을 조금만 전송하여 혼잡 붕괴 현상이 일어나는 것

패킷(Packet)이란?

인터넷 내에서 데이터를 보내기 위한 경로배정(라우팅)을 효율적으로 하기 위해서 전송하는 데이터를 여러 개의 조각들로 나누어 전송을 하는데, 이 조각을 패킷이라고 함

• 높은 신뢰성을 보장
  • 신뢰성이 높은 전송을 하기 때문에 UDP보다 속도가 느림
  • 웹 브라우징, 이메일, 파일 전송, 원격 접속 등에 사용함
• 전이중(Full-Duplex), 점대점(Point to Point) 방식
  • 전이중(Full-Duplex): 전송이 양방향으로 동시에 일어날 수 있음
  • 점대점(Point to Point): 각 연결이 정확히 2개의 종단점을 가지고 있음

 

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- 단점

• 데이터를 보내기 전에 반드시 연결이 형성되어야 함
• 1:1 통신만 가능함
• 고정된 통신 선로가 최단선(네트워크 길이)이 아닐 경우 상대적으로 UDP보다 데이터 전송 속도가 느림

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2. UDP

- 개념

• User Datagram Protocol
• 비연결형 프로토콜
  • 연결을 위해 할당되는 논리적인 경로가 없음
  • 각각의 패킷은 다른 경로로 전송됨
  • 각각의 패킷은 독립적인 관계를 지님

 

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- 특징

• 비연결형 서비스로 데이터그램 방식을 제공함
  • 데이터의 전송 순서가 바뀔 수 있음
• 데이터 수신 여부를 확인하지 않음
  • TCP의 3-way handshaking과 같은 과정을 거치지 않음
• 신뢰성이 낮음
  • 흐름 제어가 없어서 제대로 전송되었는지, 오류가 없는지 확인할 수 없음
• TCP보다 속도가 빠름
  • 실시간 스트리밍, 온라인 게임, DNS 조회에 사용함
• 1:1 & 1:N & N:M 통신이 가능함
• 연결 자체가 없어서(connect 함수 필요X) 서버 소켓과 클라이언트 소켓의 구분이 없음
• 소켓 대신 IP를 기반으로 데이터를 전송함

 

소켓이란?

서버와 클라이언트 사이 통신을 할 수 있도록 해주는 창구 역할을 함

프로토콜(TCP, UDP), 호스트의 IP 번호와 포트 번호, 목적지의 IP 번호와 포트 번호로 구성됨

 

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- 단점

• 데이터의 신뢰성이 없음
• 의미있는 서버를 구축하기 위해서는 일일이 패킷을 관리해주어야 함

 

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3. TCP vs UDP

구분		TCP	UDP
공통점		1. 포트 번호를 이용하여 주소를 지정함 2. 데이터 오류 검사를 위한 체크섬이 존재함
차이점	연결 방식	연결형 서비스	비연결형 서비스
	패킷 교환 방식	가상 회선 방식	데이터그램 방식
	전송 순서	전송 순서 보장	전송 순서가 바뀔 수 있음
	수신 여부 확인	수신 여부를 확인함	수신 여부를 확인하지 않음
	통신 방식	1:1 통신만 가능	1:1 / 1:N / N:M 통신 모두 가능
	신뢰성	높음	낮음
	속도	느림	빠름
	사용 사례	웹 브라우징, 이메일, 파일 전송, 원격 접속	실시간 스트리밍, 온라인 게임, DNS 조회

 TCP는 연속성보다 신뢰성 있는 전송이 중요할 때 사용되는 프로토콜

UDP는 TCP보다 빠르고 네트워크 부하가 적다는 장점이 있지만, 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장 X

👉 UDP는 신뢰성보다는 연속성이 중요한 실시간 스트리밍과 같은 서비스에 자주 사용됨

 

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출처

 

https://dev-coco.tistory.com/144

https://github.com/Songwonseok/CS-Study/blob/main/Network/TCPvsUDP.md