TCP와 UDP 특징

nevermind·2023년 1월 4일

기술면접

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TCP와 UDP는 OSI 7 계층 중 TCP/IP 전송계층에서 사용되는 프로토콜이다(4계층)

전송계층은 프로토콜 내에서 송신자와 수신자를 연결하는 통신 서비스 제공 계층이다.
(즉, 데이터의 전달을 담당, 전달되는 패킷의 오류를 검사하고 재전송 요구 등의 제어를 담당)

TCP

TCP는 연결 지향적 프로토콜이다
- 연결 지향적 프로토콜 : 클라이언트와 서버가 연결된 상태에서 데이터를 주고받는 프로토콜을 의미
TCP는 네트워크에 연결된 컴퓨터에서 실행되는 프로그램 간에 일련의 옥텟(데이터, 메시지, 세그먼트라는 블록단위)을 안정적으로, 순서대로, 에러 없이 교환 할 수 있게 한다.

🤜 TCP의 특징

연결형 서비스로 가상 회선 방식을 제공
- 3-way handshaking과정을 통해 연결을 설정
- 4-way handshaking과정을 통해 연결을 해제
흐름 제어
- 데이터 처리 속도를 조절하여 수신자의 버퍼 오버플로우를 방지
혼잡 제어
- 네트워크 내의 패킷 수가 과도하게 증가하지 않도록 방지
높은 신뢰성 보장
- 신뢰성이 높은 전송을 하기에 UDP보다 속도가 느림
전이중, 점대점 방식
- 전이중(Full-Duplex): 전송이 양방향으로 동시에 일어날 수 있음
- 점대점(Point to Poing): 각 연결이 정확히 2개의 종단점을 가지고 있다.

🤝 TCP 연결과정(3-way handshake)

3-way handshake를 간단히 표현하면 다음과 같다.
#1. Client -> Server : 내 말 들려?
#2. Server -> Client : 어 잘 들려! 내 말은 들려?
#3. Client -> Server : 잘 들려!

SYN(synchronize sequence numbers) - 연결 확인을 보내는 무작위의 숫자 값 (내 말 들려?)
ACK(acknowledgements) - Client 혹은 Server로부터 받은 SYN에 1을 더해 SYN을 잘 받았다는 ACK (잘 들려!)

먼저 Open 한 클라이언트가 SYN(내 말 들려?)를 보내고 SYN_SENT 상태로 대기한다.
서버는 SYN-RECEIVED 상태로 바꾸고 SYN과 응답 ACK(어 잘 들려! 내 말은 들려?)를 보낸다.

SYN과 응답 ACK를 받은 클라이언트는 ESTABLISHED 상태로 변경하고 서버에게 응답 ACK(잘 들려!)를 보낸다.
응답 ACK를 받은 서버는 ESTABLISHED 상태로 변경한다.

✋ TCP의 연결 해제 과정(4-way handshake)

4-way handshake를 간단히 표현하면 다음과 같다.

#1. Client -> Server : 나는 다 보냈어! 이제 끊자!
#2. Server -> Client : 알겠어! 잠시만~
#3. Server -> Client : 나도 끊을게!
#4. Client -> Server : 알겠어!

먼저 close를 실행한 클라이언트가 FIN(연결 끊자!)을 보내고 FIN-WAIT-1 상태로 대기한다.
서버는 CLOSE-WAIT으로 바꾸고 응답 ACK(알겠어! 잠시만~)를 전달한다. 동시에 해당 포트에 연결되어 있는 애플리케이션에게 close를 요청한다.
ACK를 받은 클라이언트는 상태를 FIN-WAIT-2로 변경한다.
close 요청을 받은 서버 애플리케이션은 종료 프로세스를 진행하고 FIN(나도 끊을게!)을 클라이언트로 보내 LAST_ACK 상태로 바꾼다.
FIN을 받은 클라이언트는 ACK(알겠어!)를 서버에 다시 전송하고 TIME-WAIT으로 상태를 바꾼다.