TCP 와 UDP의 차이

박우현 (Joshua)·2023년 7월 26일

서론

사이드 프로젝트를 하며 채팅 기능을 구현하기 위해 Websocket을 사용하였다. 이때 Websocket에 조금 더 자세히 알기 위해서 구글링을 해본 결과, Websocket은 http 연결에서 TCP 연결로 바뀌게 된다는 것을 알게 되었다. 그래서 이번에는 TCP 관해서 알아보고 싶어서 찾아보았다.

TCP 그리고 UDP

TCP 는 OSI 7 계층 중 UDP와 함께 전송 계층 (Transport Layer) 에 속한다. 이때 전송 계층은 송신자와 수신자를 연결하는 통신서비스를 제공하는 계층이다.
쉽게 말해 데이터의 전달을 담당한다. 또한, 전달되는 패킷의 오류를 검사하고 재전송 요구 등의 제어도 담당한다 .

TCP (Transmission Control Protocol)

TCP는 연결지향적 프로토콜이다. 이때 연결 지향적 프로토콜은 클라이언트와 서버가 연결 된 상태에서 데이터를 주고받는 프로토콜을 뜻한다. 장치들 사이에 논리적인 접속을 성립하기 위해 연결을 설정해 신뢰성을 보장하는 연결형 서비스이다. 또한 일반적으로는 TCP는 IP와 같이 사용되는데 IP가 데이터의 전송을 처리한다면 TCP는 패킷 추적 및 관리를 한다.

TCP의 특징

연결 지향 방식으로 패킷 교환 방식을 사용한다(가상 회선 방식이 아님).

3-way handshaking과정을 통해 연결을 설정하고

4-way handshaking을 통해 해제한다.

흐름 제어 및 혼잡 제어.

높은 신뢰성을 보장한다.

UDP보다 속도가 느리다.

전이중(Full-Duplex), 점대점(Point to Point) 방식.

일단 (1)번 부터 말하자면 TCP를 가상 회선방식이라 착각할 수 있는데, 엄연히 따지자면 아니다. 가상 회선 방식은 통신 경로를 설정하고 데이터를 전송하기 전에 논리적인 연결을 설정하는 반면, TCP는 데이터를 전송하기 위해 실제 연결을 설정한다.
자세히는 여기로 : 링크

(2)번의 흐름 제어(Flow Control)는 데이터 처리 속도를 조절하여 수신자의 버퍼 오버플로우를 방지하고 혼잡 제어(Congestion Control)은 네트워크 내의 패킷 수가 과도하게 증가하지 않도록 방지한다.

(4)번은 밑에 UDP 설명 후 다루겠다.

(5)번의 전이중(Full-Duplex)이란 전송이 양방향으로 동시에 가능하다는 것을 뜻하며, 점대점(Point to Point)은 각 연결이 정확히 2개의 종단점을 가지고 있다는 것을 뜻한다.

UDP (User Datagram Protocol)

UDP는 비연결지향적 프로토콜이다. 데이터를 데이터그램 단위로 처리하는 프로토콜로써 패킷은 다른 경로로 전송되고, 각각의 패킷은 독립적인 관계를 지니게 되는데 이렇게 데이터를 서로 다른 경로로 독립적으로 처리하게 한다.
여기서 패킷은, 인터넷 내에서 데이터를 보내기 위한 경로배정(라우팅)을 효율적으로 하기 위해서 데이터를 여러 개의 조각들로 나누어 전송을 하는데 이때, 이 조각을 뜻한다.
이로 인해, 서로 정보를 주고받을 때 정보를 보낸다는 신호나 받는다는 신호 절차를 거치지 않고 보내는 쪽에서 일방적으로 데이터를 전달하는 것이 가능하다. TCP와는 다르게 연결 설정이 없으며, 혼잡 제어를 하지 않기 때문에 TCP보다 전송 속도가 빠르다. 그러나 데이터 전송에 대한 보장을 하지 않기 때문에 패킷 손실이 발생할 수 있다. 그래서 주로 실시간 서비스 (Streaming) 에서 많이 사용된다.

UDP의 특징

비연결형 서비스로 데이터그램 방식을 제공한다.

정보를 주고 받을 때 정보를 보내거나 받는다는 신호절차를 거치지 않는다.

UDP헤더의 CheckSum 필드를 통해 최소한의 오류만 검출한다.

신뢰성이 낮다.

TCP보다 속도가 빠르다.

(1)번을 쉽게 말하자면, 데이터의 전송 순서가 바뀔 수 있다는 것을 뜻한다.

(2)번은 위의 TCP와 상반되는 것이다. 이로 인해, TCP의 3-way handshaking과 같은 과정이 없다.

(4)번은 흐름 제어(flow control)가 없어서 제대로 전송되었는지, 오류가 없는지 확인할 수 없기 때문이다.

(5)번은 흐름 제어와 혼잡 제어의 부재로 나오는 결과이다.