📕TCP/UDP 네트워크 입출력

🏷️TCP (Transmission Control Protocol)

신뢰성 있는 바이트 스트림을 제공하는 프로토콜

• 인터넷의 핵심 프로토콜인 TCP/IP 프로토콜의 일부를 구성
  • 연결 설정, 데이터 전송, 연결 해제 등의 서비스 제공
  • 패킷의 순차 전달, 오류 검출 및 복구 등을 지원하여 데이터의 정확한 전달을 보장

BUT ❓
👉🏼 전송 속도가 느림

>> img ref.

🤝 3-way handshake

• 클라이언트가 서버에게 SYN 패킷을 보내 연결을 요청함
• 서버는 SYN 패킷을 받고 클라이언트에게 SYN과 ACK 패킷을 보내 연결을 수락함
• 클라이언트는 ACK 패킷을 보내 연결을 확정함

🤝 4-way handshake

• 클라이언트는 서버에게 메시지를 보냄
• 서버는 메시지를 받아 처리함
• 서버는 처리한 메시지를 클라이언트에게 되돌려 보냄
• 클라이언트는 되돌려 받은 메시지를 처리함
• 클라이언트는 서버에게 FIN 패킷을보내 연결 종료를 요청함
• 서버는 ACK 패킷을 보내 연결 종료 요청을 수락함
• 서버는 클라이언트에게 FIN 패킷을 보내 연결 종료를 요청함
• 클라이언트는 ACK 패킷을 보내 연결 종료를 확정함

🏷️UDP (User Datagram Protocol)

데이터를 데이터그램 단위로 처리하는 프로토콜

• 연결 설정 없이❕ 데이터를 송수신함
  • TCP와는 달리 순서 보장이나 오류 복구 기능을 제공하지 않음
  • 실시간성이 요구되는 서비스에 주로 사용

BUT ❓
👉🏼 전송 속도가 빠름

>> img ref.

• 발신자는 데이터그램 패킷을 만들어 수신자에게 바로 전송함
• 수신자는 받은 데이터그램 패킷을 처리함
• 이 과정에서 데이터그램 패킷은 순서에 상관없이 도착하며, 누락되거나 중복될 수 있음
• 따라서 이를 처리하는 것은 애플리케이션 측에서 담당함

TCP 🆚 UDP

항목	TCP	UDP
연결형/비연결형	연결형	비연결형
데이터 전송 신뢰성	높음(순차 전달, 오류 복구 지원)	낮음(순차 전달, 오류 복구 미지원)
전송 속도	느림	빠름
헤더 크기	큼	작음
사용 사례	이메일, 웹 서핑 등 신뢰성이 중요한 서비스	실시간 스트리밍, VoIP 등 실시간성이 중요한 서비스

---

🏷️네트워크 클래스와 메소드

• InetAddress Class
  • getByName(String host) : 호스트 이름을 통해 IP 주소 얻기
  • getHostAddress() : IP 주소를 문자열로 반환
• Socket Class
  • Socket(String host, int port) : 서버의 IP 주소와 포트 번호로 소켓 생성
  • getInputStream() : 소켓의 InputStream 얻기
  • getOutputStream() : 소켓의 OutputStream 얻기
• ServerSocket Class
  • ServerSocket(int port) : 특정 포트에 대해 서버 소켓을 생성함
  • accept() : 클라이언트의 연결 요청을 기다리고 연결이 이루어지면 새로운 소켓 반환
• DatagramPacket Class
  • DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port) : 패킷 생성
  • getData() : 패킷의 데이터 반환
• DatagramSocket Class
  • DatagramSocket(int port) : 특정 포트에 대해 데이터그램 소켓 생성
  • send(DatagramPacket p) : 패킷 전송
  • receive(DatagramPacket p) : 패킷 수신

---

🏷️TCP/UDP 사용

e.g.

📑TCP - Server

import java.io.*;
import java.net.*;

public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocekt(8000);
            
            Socket clientSocket = serverSocket.accept();
            
            PrintWriter out = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);
            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
            
            String message = in.readLine();
            out.println("Hello, Client! You sent: " + message);
            
            clientSocket.close();
            serverSocket.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

📑TCP - Client

import java.io.*;
import java.net.*;

public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            InetAddress serverAddr = InetAddress.getByName("localhost");
            Socket socket = new Socket(serverAddr, 8000);
            
            PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            
            out.println("Hello, Server!");
            
            String response = in.readLine();
            System.out.println("Server says: " + response);
            
            socket.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

📑UDP - Receiver

import java.net.*;

public class UDPReceiver {
    public static void main(String[]  args) {
        try {
            DatagramStocket datagramSocket = new DatagramSocket(8000);
            byte[] buffer = new byte[1024];
            
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
            datagramSocket.receive(packet);
            
            String message = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());
            System.out.println("Received message: " + message);
            
            datagreamSocket.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

📑UDP - Sender

import java.net.*;

public class UDPSender {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            InetAddress receiverAddr = InetAddress.getByName("localhost");
            int port = 8000;
            
            String message = "Hello, Receiver!";
            byte[] buffer = message.getBytes();
            
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length, receiverAddr, port);
            
            DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket();
            datagramSocket.send(packet);
            datagramSocket.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}