[네트워크]-소켓 통신(1) 소켓과 TCP, UDP

Shim31·2023년 10월 2일

Network

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전송 계층과 Application 사이의 인터페이스 역할

프로그램이 네트워크에서 데이터를 주고받을 수 있도록 네트워크 환경에 연결할 수 있게 만들어진 연결부

신뢰성 있는 연결 기반의 프로토콜로, 스트림 형태의 데이터 통신을 지원

TCP 전용 소켓 = stream 소켓

신뢰성 있는 연결 기반 프로토콜: … ex) 3-way handshake, 4-way handshake TCP는 연결을 설정하고 데이터를 전송하기 전에 신뢰성 있는 연결을 확립. 이 연결은 데이터의 정확한 전달을 보장하며, 데이터의 순서를 유지함.
스트림 형태의 데이터 통신: TCP는 데이터를 스트림으로 처리하며, 데이터의 일부분이 분할되거나 조각화되지 않고 전달됨. 이로써 연속적인 데이터 스트림을 보내고 받을 수 있음.
손실 및 재전송: TCP는 데이터 전송 중 손실된 패킷을 감지하고, 손실된 패킷을 다시 요청하여 신뢰성을 유지함. 따라서 데이터 손실을 최소화하고 안정적인 통신을 지원.

사용 예시:

웹 브라우징: 웹 페이지를 불러올 때 사용자가 정확한 데이터를 볼 수 있도록 신뢰성 있는 연결이 필요. 웹 브라우저는 HTTP 프로토콜 위에서 TCP를 사용하여 웹 서버와 통신
이메일 전송 이메일을 전송할 때 이메일 내용의 손실이나 변형을 피하기 위해 TCP를 사용. SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) 등의 프로토콜은 TCP를 기반으로 동작

클라이언트와 서버 간의 신뢰성 있는 연결을 확립하기 위해 사용

TCP 소켓을 사용하는 흐름)

과정

클라이언트가 서버에게 연결 요청 (SYN):
- 클라이언트가 서버에 연결을 요청하기 위해 SYN(Synchronize) 패킷을 보냄. 이 패킷은 클라이언트가 서버와 통신을 시작하고자 함을 나타냅.
- 클라이언트는 임의의 초기 순차 번호(ISN - Initial Sequence Number)를 선택하고 이를 SYN 패킷에 포함시킴.
listen 상태인 서버의 소켓에 연결 요청을 보내는 것

서버가 연결 요청 수락 및 응답 (SYN-ACK):
- 서버는 클라이언트의 SYN 패킷을 받으면 연결 요청을 수락하고, 클라이언트와 서버 간의 통신을 위한 자신의 초기 순차 번호를 선택함.
- 서버는 클라이언트의 ISN에 1을 더한 값을 자신의 ISN으로 사용하고, SYN-ACK 패킷을 클라이언트에게 보냄. 이 패킷은 클라이언트가 서버의 연결 요청을 수락함을 의미.
accept 시스템 콜 이후 진행

클라이언트가 서버의 응답 확인 (ACK):
- 클라이언트는 서버로부터 받은 SYN-ACK 패킷을 받으면 이에 대한 확인 응답(ACK - Acknowledgment) 패킷을 서버에게 보냄. 이 패킷은 서버로부터의 응답을 확인하고 연결이 확립되었음을 알림.
- 이제 클라이언트와 서버 간의 신뢰성 있는 연결이 확립되었으며, 양쪽에서 데이터를 안전하게 주고받을 수 있음.
확인하면 Established 상태를 수입하고 본격적인 데이터의 송/수신이 이루어짐

TCP 소켓을 사용하는 흐름

accept() 시스템 콜이 TCP 소켓의 핵심

비연결형 프로토콜로, 데이터를 데이터그램 형태로 주고 받음

UDP 전용 소켓 = datagram 소켓

비연결형 프로토콜: UDP는 연결을 설정하지 않고 데이터를 전송. 이로 인해 연결 설정 및 해제에 필요한 오버헤드가 없어 빠른 데이터 전송이 가능.
데이터그램 형태의 데이터 통신 UDP는 데이터를 데이터그램 형태로 전송. 이는 데이터를 여러 개의 패킷으로 나누어 보내는 것을 의미하며, 패킷 간의 연결이나 순서를 유지하지 않음
신속한 데이터 전송: UDP는 손실된 데이터의 재전송을 하지 않으므로 TCP보다 빠른 데이터 전송이 가능합니다. 그러나 이로 인해 데이터 손실이나 순서 변경이 발생할 수 있음

사용 예시: