TCP vs UDP

박인성·2022년 8월 29일

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TCP와 UDP의 특징과 차이점

TCP와 UDP는 OSI 표존모델과 TCP/IP모델의 전송계층에 사용되는 프로토콜이고, 전송계층은 송신자와 수신자를 연결하는 통신서비스를 제공하는 계층으로 쉽게 말해 데이터의 전달을 담당한다. 그리고 데이터를 전송하기 위해 사용하는 게 TCP와 UDP이다.

1. TCP(Transmission Control Protocol)

TCP는 인터넷상에서 테이터를 메세지의 형태로 보내기 위해 IP와 함께 사용하는 프로토콜이다.

일반적으로 TCP와 IP를 같이 사용하는데 IP가 데이터의 배달을 처리한다면 TCP는 패킥을 추적 및 관리를 하게 된다. TCP는 연결형 서비스를 지원하는 프로토콜로 인터넷 환경에서 기본으로 사용한다.

TCP의 특징

연결형 서비스로 가상회선 방식을 제공한다.
데이터의 경계를 구분하지 않는다.(바이트 스트림 서비스)
데이터의 전송 순서를 보장한다.(데이터의 순서 유지를 위해 각 바이트마다 번호를 부여)
3-way handshaking과정을 통해 연결을 설정하고 4-way handshaking을 통해 해제한다.
데이터 흐름 제어 및 혼잡을 제어한다.
UDP보다 속도가 느리다.
전이중(Full-Duplex), 점대점(Poing to Point)서비스

TCP의 단점

데이터를 보내기 전에 반드시 연결이 형성되어야한다.
1:1 통신만 가능하다
고정된 통신 선로가 최단선(네트워크 길이)이 아닐경우 상대적으로 UDP보다 데이터 전송속도가 느리다.

TCP서버의 특징

서버소켓은 연결만 담당한다.
연결과정에서 반환된 클라이언트 소켓은 데이터의 송수신에 사용된다
서버와 클라이언트는 1대로 연결된다.
스트림 전송으로 전송 데이터의 크리가 무제한이다.
패킷에 대한 응답을 해야하기 때문데(시간지연, CPU소모) 성능이 낮다.
Streaming서비스에 불리하다(손실된 경우 재전송 요청을 하므로).

TCP의 헤더 정보

필드	크기	내용
`송신자의 포트 번호`	16	TCP로 연결되는 가상 회선 양단의 송수신 프로세스에 할당되는 포트 주소
`시퀀스 번호(Sequence Number)`	32	송신자가 지정하는 순서 번호, 전송되는 바이트 수를 기준으로 증가 SYN = 1 : 초기 시퀀스 번호가 된다. ACK 번호는 이 값에 1을 더한값 SYN = 0 : 현재 세션의 이 세그먼트 데이터의 최초 바이트 값의 누적 시퀀스 번호
`응답 번호 (ACK Number)`	32	수신 프로세스가 제대로 수신한 바이트 수를 응답하기 위해 사용
`데이터 오프셋 (Data Offset)`	4	TCP 세그먼트의 시작 위치를 기준으로 데이터의 시작 위치를 표현(TCP 헤더의 크기)
`예약필드(Reserved)`	6	사용을 하지 않지만 나중을 위한 예약필드이며 )으로 채워져야 한다.
`제어 비트(Flag Bit)`	6	SYN, ACK, FIN등의 제어 번호
`윈도우 크기`	16	수신 윈도우의 버퍼 크기를 지정할 때 사용, 0 이면 송신 프로세스의 전송 중지
`체크섬(Checksum)`	16	TCP 세그먼트에 포함되는 프로토콜 헤더와 데이터에 대한 오류 검출 용도
`긴급 위치(Urgent Point)`	16	긴급 데이터를 처리하기 위함, URG 플래그 비트가 지정된 경우에만 유효

2. UDP(User Datagram Protocol)

UDP는 데이트를 데이터그램 단위로 처리하는 프로토콜이다. 여기서 데이터그램이란 독림적인 관계를 지니는 패킷이라는 뜻으로, UDP의 동작방식은 TCP와 달리 UDP는 비연결성 프로토콜이다. 즉 연결을 위해 할당되는 논리적인 경로가 없다. 그래서 각각의 패킷은 다른 경로로 전송되고, 각각의 패킷은 독립적인 관계를 지니게 되는데 이렇게 데이터를 서로 다른 경로로 독립적으로 처리하는게 UDP이다.

UDP의 특징

비연결형 서비스로 연결 없이 통신이 가능하며 데이터그램 방식을 제공한다.
데이터 경계를 구분한다.(데이터그램 서비스)
정보를 주고 받을때 정보를 보내거나 받는다는 신호절차를 거치지 않는다.
신회성 없는 데이터를 전송한다.(데이터 재전송과 데이터 순서 유지를 위한 작업을 하지 않는다)
패킷관리가 필요하다.
패킷 오버헤드가 적어 네트워크 부하가 감소되는 장점이 있다.
상대적으로 TCP보다 전송속도가 빠르다.

UDP의 단점

데이터의 신뢰성이 업다.
의미있는 서버를 구축하기 위해서 일일이 패킷을 관리해주어야 한다.

UDP의 헤더 정보

필드	크기	내용
`송신자의 포트 번호`	16	데이터를 보내는 어플리케이션의 포트 번호
`수신자의 포트 번호`	16	데이터를 받을 어플리케이션의 포트 번호
`데이터의 길이`	16	UDP 헤더와 데이터의 총 길이
`체크섬(Checksum)`	16	데이터 오류 검사에 사용

TCP / UDP 간략비교

공통점

TCP와 UDP의 공통점
포트번호를 이용하여 주소를 지정
데이터 오류 검사를 위한 체크섬 존재

차이점

	TCP	UDP
`연결방식`	연결형 서비스	비 연결형 서비스
`패킷 교환 방식`	가상 회선 방식	테이터그램 방식
`전송 순서`	전송 순서 보장	전송 순서가 바뀔 수 있음
`수신 여부 확인`	수신 여부를 확인함	수신 여부를 확인하지 않음
`통신 방식`	1:1 통신만 가능	1:1 / 1:N / N:N 통신 모두 가능
`신뢰성`	높음	낮음
`속도`	느림	빠름

박인성

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