TCP와 UDP
🐰 TCP/UDP란?
- TCP/IP 네트워크 모델에서 Transfer계층(Layer 4)에 해당하는 프로토콜입니다.
TCP(Transmission Control Protocol)
- TCP는
에러 복구,흐름 제어,윈도우 제어,애플리케이션 식별등 전달할(혹은 전달한) 데이터에 대해 신뢰성(Reliablity)이 높은(or 에러가 적은) 순차적(In-order delivery)데이터 전송을 하기 위한 처리를 합니다.
에러 복구(Error Detection & Recovery): 송신처에서 일정시간(RTT) 내에 확인응답이 오지 않으면 에러로 인식하고, 다시 마지막에 보낸 시퀀스 번호 기준으로 Data를 다시 보냄으로써 에러를 복구합니다.
흐름 제어(Flow Control): 해당 수신처가 받을 수 있는 최대 바이트 수(reveive window)를 전송해 허용 범위 안에서 데이터를 주고받을 수 있도록 제어합니다. 👉🏻 수신처 버퍼가 오버플로우(Overflow) 되지 않도록 관리
혼잡 제어(Congestion control): 네트워크 정체를 방지하기 위해 receive window와 별도로 congestion window를 사용하는데 이는 네트워크에 유입되는 데이터양을 제한하기 위해서 사용합니다. 흐름 제어와 달리 송신자가 단독으로 구현합니다.
애플리케이션 식별(Connection oriented): TCP 연결 식별자로 수신처 포트를 식별해 해당 애플리케이션에 데이터를 전달합니다.
- 연결지향으로(Conntection Oriented) 통신하기 전에 두 개의 엔드포인트(local, remote)에 연결을 먼저 맺고 통신을 시작합니다.
- 양방향 통신(Bidirectional byte stream)으로 바이트 스트림(byte stream)을 사용해 데이터를 연속적인 바이트로 보고, 세그먼트 단위의 패킷으로 전송합니다. 해당 세그먼트는 시퀀스 번호로 식별합니다.
- 전 이중(Full duplex) 방식, 점 대 점방식(Point-to-Point)으로 으로 두 호스트 모두 송신자와 수신자가 될 수 있습니다.
- HTTP, FTP, SMTP, TELNET 등에서 사용됩니다.
UDP(User Datagram Protocol)
- UDP는 이와는 다르게, TCP의 최대 단점인 대기 시간이 없고, 장점인 신뢰성 보장이 없는 모델입니다.
- 비연결형(Connection-less) 프로토콜으로 연결을 설정하고 해제하는 과정이 없습니다.
- UDP는 신뢰성을 보장하지 않으며, 데이터가 순서대로 도착하지 않을 수 있습니다.
- UDP는 흐름제어, 오류제어 또는 손상된 세그먼트의 수신에 대한 재전송을 하지 않습니다. 그렇기 때문에 UDP 헤더에는 시퀀스 번호, 확인응답 번호, 윈도우 사이즈, 제어비트도 없습니다. => 에러 검출은 Checksum 비트만 이용합니다.
- 패킷의 단위가 데이터그램(Datagram) 으로 경계가 분명 하여 수신자는 송신자가 보낸 그대로의 크기로 받게 됩니다.
- TCP는 window size가 증가하더라도, 신뢰성 보장을 위한 일정 대기시간이 필요하기 때문에 이러한 과정이 없는 UDP는 TCP보다 고속입니다.
- 서버와 클라이언트는 유니캐스트(1:1), 브로드캐스트(1:N), 멀티캐스트(1:M)가 가능합니다. (N은 전체, M은 일부)
- UDP는 고속성이나 실시간 송수신이 필요한 애플리케이션(VoIP, 동영상 스트리밍 배포, DNS)과 브로드캐스트(Broadcast)가 필요한 애플리케이션(DHCP)에서 사용됩니다.
✨👆🏻 TCP의 경우 모든 수신처와 연결성을 보장받고, 통신을 시작하기 때문에 브로드캐스트와 같이 모든 수신처와 연결을 보장받아야하는 작업에는 부적합합니다.
🐰🐰 TCP와 UDP
| TCP (Transmission Control Protocol) | UDP (User Datagram Protocol) | |
|---|---|---|
| 신뢰성 | 보장 | 없음 |
| 속도 | 상대적으로 느림 | 고속 |
| 연결 확인 과정 | 있음(Connection-oriented) | 없음(Connection-less) |
| 패킷의 단위 | 세그먼트(Segment) | 데이터그램(Datagram) |
| 헤더의 구조 | 복잡함 | 단순함 |
| 통신의 단위 | 유니캐스트, 점대점방식(point-to-point) | 멀티캐스트, 브로드캐스트 |
| 장점 | 큰 규모의 양방향 데이터 전송을 보장한다. 데이터가 순서대로 전송된다. | 고속으로 다수에게 데이터전송이 가능하다. |
| 단점 | 대기시간이 있다. | 데이터 전송의 신뢰성과 순서를 보장하지 않는다. |
| EXAMPLE | HTTP, FTP, SMTP, TELNET | DNS, DHCP, VoIP, 비디오 스트리밍 서비스 |
개인적으로 공부한 내용을 바탕으로 정리한 것으로 잘못된 정보가 있을 수 있습니다! 혹시 잘못된 정보가 있으면 정정 부탁드립니다!🙇🏻♀️
Reference
Frontend Developer, 올라운더가 되고싶은 잡부 개발자, ISTP, 겉촉속바 인간, 블로그 주제 찾아다니는 사람