CS : Network : TCP and UDP

 

 

 

TCP (Transmission Control Protocol)

 

1. 정의

인터넷 상에서 데이터를 메시지의 형태로 보내기 위해, IP와 함께 사용되는 프로토콜

 

2.

일반적으로 TCP와 IP를 함께 사용한다.

이 때, IP가 '데이터의 배달'을 처리한다면, TCP는 '패킷의 추적 및 관리' 역할을 한다.

 

3. TCP의 패킷 전송 과정의 예시

 

4. 특징

• 연결형 서비스
• client : server = 1 : 1
• stream 전송으로, 전송 데이터의 크기가 무제한이다.
• 가상 회선 방식 : 송신지와 수신지를 연결하여 패킷을 전송하기 위한 논리적 경로를 설정하는 것
• 3-way handshaking을 통해 연결 설정
• 4-way handshaking을 통해 연결 해제
• 흐름 제어
• 혼잡 제어
• 높은 신뢰성 보장
• UDP보다 느리다
• 전이중(Full-Duplex), 점대점(Point-to-Point) 방식
• 스트리밍 서비스에 불리하다.

 

5.

TCP는 높은 신뢰성을 보장하기 위해 다양한 기능을 제공하고, 때문에 UDP보다 속도가 느리고, 이 때 CPU를 사용하기 때문에 CPU 성능이 통신 속도에 영향을 미친다.

 

 

6. 3-way handshaking

• 장치들 간 논리적인 접속을 성립하기 위해 사용하는 방식이다.
• 본 데이터를 전송하기 전에, 먼저 정확한 전송을 보장하기 위해 상대방과의 사전 세션을 수립하는 과정을 말한다.

 

• 과정
  • client -> server : TCP SYN
  • server -> client : TCP SYN ACK
  • client -> server : TCP ACK

 

 

 

 

7. 4-way handshaking

• 세션을 종료하기 위해 수행되는 절차이다.

 

• 과정
  • client -> server : TCP FIN
  • server -> client : TCP FIN ACK and TIME_WAIT
  • server -> client : TCP FIN
  • client -> server : TCP FIN ACK

 

 

 

 

8. 흐름 제어 (Flow Control)

• 데이터를 송신하는 곳과 수신하는 곳의 데이터 처리 속도를 조절하여, 수신자의 버퍼 오버플로우를 방지한다.

 

 

9. 혼잡 제어 (Congestion Control)

• 네트워크 내의 패킷 수가 넘치게 증가하지 않도록 한다.
• 만약, 정보의 소통량이 과다하면 패킷을 조금만 전송하여 혼잡을 막는다.

 

 

 

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UDP (User Datagram Protocol)

 

1. 정의

데이터를 데이터그램 단위로 처리하는 프로토콜

 

2.

데이터그램 : 독립적인 관계를 가지는 패킷

 

3. UDP의 패킷 전송 과정의 예시

 

4. 특징

• 비연결 서비스
• client : server = N : 1 가능
• 데이터그램 단위로 전송되고, 크기는 65535byte로 제한된다.
• 정보를 주고 받을 때, TCP와 같은 별도의 신호절차를 거치지 않는다.
• UDP의 header의 CheckSum 필드를 통해 최소한의 오류만 검증한다.
• 낮은 신뢰성
• TCP보다 빠르다.
• 신뢰성보다는 연속성이 중요한 서비스에 적합하다. (예 : 실시간 스트리밍 방송)

 

5.

UDP는 '연결'의 개념이 없기 때문에, 서버 소켓과 클라이언트 소켓의 구분이 없다.

소켓 대신, IP를 기반으로 데이터를 전송한다.

 

 

 

 

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TCP와 UDP 비교

 

 

• 가장 큰 차이점은, '신뢰적 전송의 유무'이다.
• TCP는 연결형 서비스로, 3-way handshaking 과정을 통해 연결을 설정한다. 때문에, 높은 신뢰성을 보장하지만, 속도가 비교적 느리다.
• UDP는 비연결형 서비스로,  3-way handshaking을 하지 않는다. 때문에 신뢰성이 떨어지는 대신 속도가 빠르다.
• TCP는 신뢰성이 중요한 파일 교환 등에 사용되고, UDP는 실시간성이 중요한 스트리밍 등에 사용된다.

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