매주 진행하는 면접스터디에서 아래의 질문들에 대한 정리를 모은 글입니다.
Interview_Question_for_Beginner/Network
📌1. TCP(Transmission Control Protocol)
인터넷 상에서 데이터를 메세지의 형태로 보내기 위해 IP와 함께 사용하는 프로토콜이다. IP가 데이터의 배달을 처리한다면 TCP는 패킷을 추적 및 관리한다.
특징
- 연결형 서비스로 가상 회선 방식을 제공한다.
- 3-Way Handshaking을 통해 연결을 설정하고, 4-Way Handshaking을 통해 해제한다.
- 흐름 제어 및 혼잡 제어와 같은 기능도 한다.
- 높은 신뢰성을 보장한다.
- UDP보다 속도가 느리다.
- 전이중(Full Duplex), 점대점(Point to Point) 방식이다.
가상 회선 방식 제공
발신지와 수신지를 연결하여 패킷을 전송하기 위한 논리적 경로를 배정한다는 의미이다.
높은 신뢰성
TCP는 연결형 서비스로 신뢰성을 보장한다. 3-Way Handshaking은 목적지와 수신지를 확실히 하여 정확한 전송을 보장한다. 하지만 이러한 기능때문에 UDP보다 속도가 느리다.
때문에 TCP는 연속성보다 신뢰성있는 전송(ex. 파일 전송)이 중요할 때에 사용한다.
TCP 서버 특징
- 서버소켓은 연결만을 담당한다.
- 연결과정에서 반환된 클라이언트 소켓은 데이터의 송수신에 사용된다.
- 가상 회선 방식을 제공한다.
- 서버와 클라이언트는 1대1로 연결된다.
- 스트림 전송으로 전송 데이터의 크기가 무제한이다.
- 패킷에 의한 응답을 해야하기 때문에 성능이 낮다.
- 스트리밍 서비스에 불리하다(손실된 경우 재전송 요청을 하기 때문).
패킷(Packet)
인터넷 내에서 데이터를 보내기 위한 경로배정(라우팅)을 효율적으로 하기 위해 데이터를 여러 개의 조각들로 나눠어 전송한다. 이때 이 조각을 패킷이라고 한다.
소켓(Socket)
네트워크상에서 동작하는 프로그램 간 통신의 종착점(Endpoint)이다. 즉, 프로그램이 네트워크에서 데이터를 통신할 수 있도록 연결해주는 연결부이다.
TCP는 패킷을 어떻게 추적 및 관리할까?
데이터는 패킷단위로 나누어 같은 목적지(IP계층)으로 전송된다. 예를 들어, A, B, C 패킷이 전송되는 중에 B패킷이 분실되었다. 목적지에는 A와 C만 도착하였지만, 다 도착했다고 착각할 수 있다. 그렇기에 각 패킷에 1, 2, 3과 같은 번호를 부여하여 패킷의 분실 확인과 같은 처리를 하고 목적지에서 재조립한다. 이런 방식으로 TCP는 패킷을 추적하며, 나누어 보내진 데이터를 받고 조립할 수 있다.
📌2. UDP(User Datagram Protocol)
데이터를 데이터그램 단위로 처리하는 프로토콜이다. 데이터그램이란 독립적인 관계를 지니는 패킷이다. TCP와 달리 UDP는 비연결형 프로토콜이다. 즉, 연결을 위해 할당되는 논리적 경로가 없는데, 그렇기에 각각의 패킷은 다른 경로로 전송되고, 각각의 패킷은 독립적인 관계를 지니며 데이터를 서로 다른 경로로 독립적으로 처리하게 된다.
UDP 특징
- 비연결형 서비스로 데이터그램 방ㅇ식을 제공한다.
- 정보를 주고 받을 때 정보를 보내거나 받는다는 신호절차(ex. TCP의 경우 3-Way Handshaking)를 거치지 않는다.
- UDP헤더의 CheckSum 필드를 통해 최소한의 오류만 검출한다.
- 신뢰성이 낮다.
- TCP보다 빠르다.
UDP는 비연결형 서비스이기 때문에, 연결을 설정하고 해제하는 과정이 없다. 서로 다른 경로로 독립적으로 처리하며 패킷에 순서를 부여하거나 재조립, 흐름 및 혼합 제어 등을 하지 않기에 TCP보다 속도가 빠르며 네트워크 부하가 적다. 다만 신뢰성있는 데이터의 전송을 보장하지는 못한다. 그렇기에 신뢰성보다는 연속성이 중요한 서비스(ex. 스트리밍)에 자주 사용된다.
UDP 서버의 특징
- 연결 자체가 없기에 서버 소켓과 클라이언트 소켓의 구분이 없다.
- 소캣 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.
- 흐름제어가 없어 패킷이 제대로 전송되었는지, 오류가 없는지 확인할 수 없다.
- 파일 전송과 같은 신뢰성이 필요한 서비스보다 성능이 중요시되는 경우(스트리밍)에 사용된다.
흐름 제어(Flow Control)와 혼합제어(Congestion Control)란?
흐름 제어란 데이터 송신자와 수신자의 데이터 처리 속도를 조절하여 수신자의 버퍼 오버플로우를 방지한다. 송신자가 감당이 안되게 데이터를 빠르게 많이 보내면 수신자에서 문제가 발생하기 때문이다.
혼합 제어란 네트워크 내의 패킷 수가 넘치지 않도록 방지한다. 만약 정보의 소통량이 과다하면 패킷을 조금만 전송하여 혼잡 붕괴 현상을 막는다.
