TCP vs UDP

원태연·2022년 3월 23일

TCP와 UDP

TCP와 UDP는 TCP/IP의 전송계층에서 사용되는 프로토콜이다.

TCP/IP란?

인터넷 표준 Protocol로서 컴퓨터 간 데이터를 통신할 때 발생 될 수 있는 오류를 방지하기 위함.

보통, TCP는 데이터의 정확성을 검증하고 IP는 패킷의 목적지까지 전송하는 역할을 수행한다.

TCP/IP 계층 중 전송계층에서는 데이터의 전달을 담당하는데, 이때 데이터를 보내기 위해 TCP 혹은 UDP Protocol이 사용될 수 있다.

TCP/IP 계층과 OSI 7계층은 다르다..!

TCP와 UDP를 사용하는 판단 기준은, 그 Protocol만의 특징에 의해 결정되어 사용할 수 있으므로 각각에 대해 살펴보도록 하자.

*Transmission Control Protocol* => 전송 제어 프로토콜

TCP는 일반적으로 IP와 함께 사용되며 다음과 같은 역할을 수행한다.

TCP의 가장 큰 특징은 통신의 대상이나 상태가 신뢰 가능한 상태임을 제공 해준다는 것이다. 전송 과정에서의 누락이나 손실, 순서의 변경등 발생하는 이슈들을 관리 해준다. 추가로 다음과 같은 특징들이 있다.

흐름 제어 : 데이터의 처리 속도를 조절하여 버퍼 오버플로우를 방지한다.
혼잡 제어 : 네트워크 내의 패킷 수를 조절하여 혼잡도를 관리한다.
신뢰가능한 전송 : ACK제어비트를 활용하여 정상적인 송수신이 이루어 지는지 확인한다.
연결 지향 : 연결형 서비스로 가상 회선 방식을 제공한다.
=> 송신측과 수신측을 연결하여 패킷을 전송하기 위한 논리적 경로를 배정한다는 뜻이다.

수신측과 송신측을 연결할 땐 3-way handshaking 방식이, 연결을 종료할 땐 4-way handshaking방식이 사용된다

ACK : 수신측에서 사용하며 패킷이 정상적으로 도착했는지를 나타내는 제어 비트의 캐릭터

SYN : 양측에서 최초로 연결을 하는 경우 사용되는 제어 비트의 캐릭터

먼저 close()를 실행한 클라이언트가 FIN을 보내고 FIN_WAIT1 상태로 대기한다.
서버는 CLOSE_WAIT으로 바꾸고 응답 ACK를 전달한다. 동시에 해당 포트에 연결되어 있는 어플리케이션에게 close()를 요청한다.
ACK를 받은 클라이언트는 상태를 FIN_WAIT2로 변경한다.
close() 요청을 받은 서버 어플리케이션은 종료 프로세스를 진행하고 FIN을 클라이언트에 보내 LAST_ACK 상태로 바꾼다.
FIN을 받은 클라이언트는 ACK를 서버에 다시 전송하고 TIME_WAIT으로 상태를 바꾼다. TIME_WAIT에서 일정 시간이 지나면 CLOSED된다. ACK를 받은 서버도 포트를 CLOSED로 닫는다.

연결과 전송에 대한 확인하는 절차가 존재한다. 이러한 방식 때문에 신뢰성을 보장한다고 말하며 1:1로 연결된다는 특징 또한 존재한다.

속도 보다는 신뢰성에서 이점을 얻을 수 있다

*User Datagram Protocol* => (사용자 데이터그램 프로토콜)

데이터를 데이터그램 단위로 처리한다는 특징이 있다. (전송중인 데이터들 간의 패킷은 서로 독립적이다)

TCP와 달리 비연결형 프로토콜로, 특정한 논리경로 없이 모든 패킷들이 독립적으로 수신측에 전송한다는 특징이 있다.

예를 들어, 패킷1, 2, 3이 존재한다면

TCP를 사용한 전송은 패킷1 -> 패킷 2 -> 패킷 3의 순서를 보장받는 경로를 통해 수신측에 도착한다면

UDP는 보장없이 도착할 수 있다. (패킷 1, 2, 3이 서로 독립적임)

UDP는 연결과 해제의 과정이 존재하지 않다. 헤더에 존재하는 CheckSum 필드를 통해 최소한의 오류만을 검증하고 전송이 이루어 진다.

TCP에 비하면 전송의 신뢰도나 안전성은 떨어지지만 빠르다는 특징이 있다. 또, 비연결형이다 보니 1 : 1 뿐만 아니라 1 : N, N : M등으로 연결 될 수 있다.

실시간 스트리밍이나 채팅 같은 연속성이 중요한 서비스에 사용된다고 한다.

마지막으로 두 Protocol의 차이에 대해 정리해보면,

앞으로 넘어지기