[네트워크] TCP vs. UDP

TCP와 UDP란 ?

데이터를 보내기 위해 사용하는 프로토콜입니다.

[출처: TCP/IP Protocol Suite]

TCP란 ? 

인터넷상에서 데이터를 메세지의 형태로 보내기 위해 IP와 함께 사용하는 프로토콜입니다.

TCP는 IP를 함께 사용하는데 IP가 데이터를 처리한다면, TCP는 패킷을 추적 및 관리합니다.

TCP는 연결형 서비스로 인터넷 환경에서 기본으로 사용합니다.

 

패킷이란 ?

인터넷 내에서 데이터를 보내기 위한 경로배정(라우팅)을 효율적으로 하기 위해 데이터를 여러 개의 조각들로 나누어 전송합니다.

이 때, 나누어진 이 조각을 패킷이라고 합니다.

 

TCP는 어떻게 패킷을 추적 및 관리할까요 ?

데이터는 패킷 단위로 나누어 같은 목적지인 IP계층으로 전송됩니다.

이 때, 패킷에 번호를 부여하여 패킷의 분실 확인을 하여 목적지에서 재조립을 합니다.

이런 방식으로 TCP는 패킷을 추적하고, 나누어 보내진 데이터를 받고 조립할 수 있습니다.

TCP의 특징

• 연결형 서비스로 가상 회선 방식을 제공
• 3-way handshaking 과정을 통해 연결을 설정/  4-way handshaking 과정을 통해 해제
• 흐름 제어 및 혼잡 제어
• 높은 신뢰성 보장
• UDP보다 느린 속도

→ 연속성보다는 신뢰성있는 전송이 중요할 때 사용하는 프로토콜 (ex. 파일 전송)

 

TCP에서는 가상 회선 방식을 제공하는데 이는 발신지와 수신지를 연결하여 패킷을 전송하기 위한 경로를 배정합니다.

3-way handshaking 과정은 목적지와 수신지를 확실히 하여 정확한 전송을 보장하기 위해 세션을 수립하는 과정입니다.

TCP 서버의 특징

• 서버 소켓은 연결만 담당
• 서버와 클라이언트는 1대1로 연결
• 스트림 전송으로 전송 데이터의 크기가 무제한
• 패킷에 대한 응답을 해야하기 때문에 낮은 성능 (시간 지연 및 CPU 소모)
• 스트리밍 서비스에 불리 (손실된 경우 재전송 요청하기 때문)

UDP란 ?

데이터를 데이터그램 단위로 처리하는 프로토콜입니다.

TCP와 달리 UDP는 비연결형 프로토콜로 각각의 패킷은 다른 경로로 전송되고, 각각의 패킷은 독립적인 관계를 가집니다.

 

데이터그램이란 ?

독립적인 관계를 지니는 패킷

UDP 특징

• 비연결형 서비스로 데이터그램 방식 제공
• 정보를 주고 받을 때 정보를 보내거나 받는다는 신호절차 거치지 않음
• UDP 헤더의 CheckSum 필드를 통해 최소한의 오류만 검출
• 낮은 신뢰성
• TCP보다 빠른 속도

→ 신뢰성보다는 연속성이 중요할 때 사용하는 프로토콜 (ex. 스트리밍)

 

서로 다른 경로로 독립적으로 처리하기 때문에 패킷에 순서를 부여하여 재조립을 하거나 흐름 제어 및 혼잡 제어와 같은 기능을 처리하지 않습니다.

그렇기 때문에 TCP보다 속도가 빠르고 네트워크 부하가 적다는 장점이 있지만 신뢰성 있는 데이터의 전송을 보장하지 못합니다.

 

흐름 제어와 혼잡 제어란 ?

흐름 제어는 데이터를 송신 및 수신하는 곳의 데이터 처리 속도를 조절하여 수신자의 버퍼 오버플로우를 방지합니다.

송신하는 곳에서 데이터를 너무 빠르게 많이 보내면 수신자에서 문제가 발생하기 때문입니다.

혼잡 제어는 네트워크 내의 패킷 수가 넘치게 증가하지 않도록 조금만 전송하여 혼잡 붕괴 현상이 일어나는 것을 막습니다.

UDP 서버의 특징

• UDP에는 연결이 없어 서버 소켓과 클라이언트 소켓의 구분이 없음
• 소켓 대신 IP를 기반으로 데이터 전송
• 서버와 클라이언트는 1대1, 1대N, N대M 등으로 연결 가능
• 데이터그램(메세지) 단위로 전송되며 그 크기는 65535 바이트로 크기가 초과되면 잘라서 전송
• 흐름 제어가 없어서 패킷이 제대로 전송되었는지, 오류가 없는지 확인 불가

TCP vs. UDP

	TCP	UDP
연결 방식	연결형 서비스	비연결형 방식
패킷 교환 방식	가상 회선 방식	데이터그램 방식
전송 순서	전송 순서 보장	전송 순서 보장 X
수신 여부 확인	수신 여부를 확인	수신 여부 확인 X
통신 방식	1대1 통신	1대1 / 1대N / N대M 통신
신뢰성	높음	낮음
속도	느림	빠름

TCP Flow

UDP Flow

 

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참고

https://mangkyu.tistory.com/15