CS 네트워크 TCP & UDP

 

TCP(Transmission Control Protocol)와 UDP(User Datagram Protocol)는 인터넷에서 데이터를 전송하는 두 가지 주요 프로토콜이다. 이들은 IP(Internet Protocol) 위에서 동작하며, 각각의 특성에 따라 다른 목적의 네트워크 통신에 활용된다.

 

ㅇ TCP

인터넷상에서 데이터를 메세지의 형태로 보내기 위해 IP와 함께 사용하는 프로토콜

일반적으로 TCP와 IP를 함께 사용하는데, IP가 데이터의 배달을 처리한다면, TCP는 패킷을 추적 및 관리한다.

TCP는 신뢰성 있고 연결 지향적인 프로토콜로, 데이터 전송 과정에서 정확성과 순서를 보장한다. 

 

TCP의 특징

• 높은 신뢰성을 보장
• 연결 지향 방식으로 패킷 교환 방식을 사용(가상 회선 방식 x)
• 연결 : 3-Way Handshake
• 해제 : 4-Way Handshake
• 흐름 제어 및 혼잡 제어
• UDP 보다 속도가 느리다.
• 전이중(Full-Duplex), 점대점(Point to Point) 방식

TCP가 연결 지향 방식이라는 것은 패킷을 전송하기 위한 논리적 경로를 배정한다는 의미다.

3-Way Handshake 과정은 목적지와 수신지를 확실히 하여 정확한 전송을 보장하기 위해 세션을 수립하는 과정

연결형 서비스를 제공함으로 신뢰성을 보장한다.

그래서 데이터의 흐름 제어나 혼잡 제어 같은 기능을 제공한다.(CPU를 사용하기에 속도에 영향을 준다)

 

**TCP는 연속성보다 신뢰성있는 전송이 중요할 때 사용하는 프로토콜이다 ex 파일전송

 

TCP 서버의 특징

• 서버소켓은 연결만 담당한다
• 연결과정에서 반환된 클라이언트 소켓은 데이터의 송수신에 사용된다.
• 서버와 클라이언트는 1:1로 연결된다
• 스트림 전송으로 전송 데이터의 크기가 무제한이다.
• 패킷에 대한 응답이 필요하여 성능이 낮다(시간 지연, CPU 소모)
• 스트리밍 서비스에 불리하다(손실이 발생했을 때 재요청을 하기 때문)

 

** 패킷이란

인터넷 내에서 데이터를 보내기 위한 경로배정(라우팅)을 효율적으로 하기 위해 데이터를 여러 개의 조각들로 나누어 전송한다. 이 때 조각을 패킷이라한다.

 

 

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ㅇ UDP

데이터를 데이터그램 단위로 처리하는 프로토콜, 데이터 그램이란 독립적인 관계를 지니는 패킷이라는 의미다.

UDP는 비연결 지향적이고 신뢰성을 보장하지 않는 프로토콜이다. 즉 연결을 위해 할당되는 논리적인 경로가 없다.

그렇기 때문에 각각의 패킷은 다른 경로로 전송되고, 독립적인 관계를 지니게 된다. 데이터 전송 속도가 중요한 경우 사용된다. 

 

UDP의 특징

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

UDP는 비연결형 서비스기 때문에 연결을 설정하고 해제하는 과정이 존재하지 않는다. 서로 다른 경로로 독립적으로 처리함에도 패킷에 순서를 부여하여 재조립을 하거나 흐름 제어나 혼잡 제어와 같은 기능도 처리하지 않기에 네트워크 부하가 적고 속도가 빠르지만, 신뢰성있는 데이터의 전송은 보장하지 못한다. 스티리밍 서비스에 자주 사용된다.

 

UDP 서버의 특징

• UDP에는 연결 자체가 없어서 서버 소켓과 클라이언트 소켓의 구분이 없다.
• 소켓을 활용해 IP와 PORT를 기반으로 데이터를 전송한다.
• 서버와 클라이언트는 1대1, 1대N, M대N 등으로 연결될 수 있다.
• 데이터그램 단위로 전송되며 그 크기는 65535바이트로 크기가 초과하면 잘라서 보낸다
• 흐름제어가 없어 패킷이 제대로 전송되었는지 오류가 없는지 확인할 수 없다.
• 파일 전송과 같은 신뢰성이 필요한 서비스보다 성능이 중요시 되는 경우 사용된다.

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정리

	TCP	UDP
연결 방식	연결형 서비스 (패킷 교환)	비연결형 서비스 (데이터그램)
전송 순서	전송 순서 보장	전송 순서 바뀔 수 있음
수신 여부 확인	수신 여부 확인	수신 여부 확인 X
통신 방식	1:1 통신	1:1 ~ N:N 통신
신뢰성	높음	낮음
속도	느림	빠름