전송계층
TCP와 UDP는 TCP/IP의 전송계층에서 사용되는 프로토콜이다.
전송계층은 IP에 의해 전달되는 패킷의 오류를 검사하고 재전송 요구 등의 제어를 담당하는 계층이다.
TCP vs UDP
TCP는 Transmission Control Protocol의 약자이고, UDP는 User Datagram Protocol의 약자이다.
두 프로토콜은 모두 패킷을 한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 전달해주는 IP프로토콜을 기반으로 구현되어 있지만, 서로 다른 특징을 가지고 있다.
그림으로 비교하는 TCP vs UDP
TCP는 클라이언트와 서버가 서로 연결되어 송수신 하는 모습을 볼 수 있다.
반면 UDP의 경우는 일방적인 모습을 볼 수 있다.
즉, 신뢰성이 요구되는 애플리케이션에서는 TCP를 사용하고 , 간단한 데이터를 빠른 속도로 전송 하고자 하는
애플리케이션에는 UDP를 사용한다.
표로 비교하는 TCP vs UDP
TCP (Transmission Control Protocol)
TCP는 네트워크 계층 충 전송계층에서 사용하는 프로토콜로서, 장치들 사이에 논리적인 접속을 성립하기 위하여
연결을 설정하여 신뢰성을 보장하는 연결형 서비스이다.
TCP는 네트워크에 연결된 컴퓨터에서 실행되는 프로그램 간에 일련의 옥텟(데이터, 메세지, 세그먼트 라는 블록단위)를 안정적으로, 순서대로, 에러없이 교환 할 수 있게한다.
TCP의 특징
연결형 서비스
연결형 서비스로 가상 회선 방식을 제공한다.
- 3-way handshaking과정을 통해 연결을 설정
- 4-way handshaking 을 통해 연결을 해제.
흐름제어 (Flow control)
데이터 처리 속도를 조절하여 수신자의 버퍼 오버 플로우를 방지한다.
- 송신하는 곳에서 감당이 안되게 많은 데이터를 빠르게 보내 수신하는 곳에서 문제가 일어나는 것을 방지한다.
- 수신자가 window size값을 통해 수신량을 정할 수 있다.
혼합제어 (Congestion control)
네트워크 내의 패킷 수가 넘치게 증가하지 않도록 방지한다.
- 정보의 소통량이 과다하면 패킷을 조금만 전송하여 혼잡 붕괴 현상이 일어나는 것을 방지한다.
신뢰성이 높은 전송(Reliable Transmission)
- Dupack-based retransmission
- 정상적인 상황에서는 ACK값이 연속적으로 전송되어야 한다.
- 그러나 ACK값이 중복으로 올 경우 패킷 이상을 감지하고 재전송을 요청한다.
- Timeout-based retransmission
- 일정시간 동안 ACK값이 수신을 못할 경우 재전송을 요청한다.
전이중, 점대점 방식
- 전이중 (Full-Duplex)
전송이 양방향으로 동시에 일어날 수 있다. - 점대점 (Point to Point)
각 연결이 정확히 2개의 종단점을 가지고 있다.
=> 멀티캐스팅이나 브로드캐스팅을 지원하지 않는다.
TCP Header 정보
TCP의 연결 및 해제 과정
TCP Connection ( 3-way handshake)
- 먼저 open()을 실행한 클라이언트가
syn을 보내고syn-sent상태로 대기한다. - 서버는
syn-RCVD상태로 바꾸고syn과ack를 보낸다. syn과 응답ack를 받은 클라이언트는established상태로 변경하고 서버에게 응답ack를 보낸다.- 응답
ack를 받은 서버는Established상태로 변경한다.
TCP Disconnection (4-way hanshake)
- 먼저 close()를 실행한 클라이언트가
FIN을 보내고FIN_WAIT1상태로 대기한다. - 서버는
CLOSE_WAIT으로 바꾸고 응답ACK를 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 보내LAST_ACK상태로 바꾼다. FIN을 받은 클라이언트는ACK를 서버에 다시 전송하고TIME_WAIT으로 상태를 바꾼다. TIME_WAIT에서 일정 시간이 지나면 CLOSED된다. ACK를 받은 서버도 포트를 CLOSED로 닫는다.
주의
- 반드시 서버만 CLOSE_WAIT 상태를 갖는 것은 아니다.
- 서버가 먼저 종료하겠다고 FIN을 보낼 수 있고, 이런 경우 서버가 FIN_WAIT1 상태가 됩니다.
- 누가 먼저 close를 요청하느냐에 따라 상태가 달라질 수 있다.
정리
공통점
- 포트 번호를 이용하여 주소를 지정한다.
- 데이터 오류 검사를 위한 checksum이 존재한다.
차이점
| TCP | UDP |
|---|---|
| 연결이 성공해야 통신가능(연결형 프로토콜) | 연결 없이 통신이가능(비연결형 프로토콜) |
| 데이터의 경계를 구분하지않음(Byte-Stream Service) | 데이터의 경계를 구분함(Datagram Service) |
| 신뢰성 있는 데이터 전송(데이터의 재전송 존재) | 비신뢰성있는 데이터 전송(데이터의 재전송없음) |
| 1 : 1(Unicast)통신 | 1:1, 1:N,N:N (Multicast)통신 |
참조 :
https://velog.io/@hidaehyunlee/TCP-%EC%99%80-UDP-%EC%9D%98-%EC%B0%A8%EC%9D%B4
