[Network] TCP와 UDP

TCP(Transmission Control Protocol)

TCP(Transmission Control Protocol)는 인터넷 프로토콜 스택에서 가장 많이 사용되는 전송 계층 프로토콜 중 하나입니다. TCP는 연결 지향적인 프로토콜로, 전송할 데이터를 패킷 단위로 나누어 순서에 맞게 전송합니다.

 

TCP는 전송할 데이터를 여러 개의 패킷으로 분할하고, 각 패킷에 일련번호(sequence number)를 부여하여 전송합니다. 수신자는 이 일련번호를 기반으로 패킷을 받은 순서대로 재조립합니다. 이때, 송신자는 각 패킷 전송 후, 수신자로부터 확인 응답(ACK) 메시지를 받으면 다음 패킷을 전송합니다. 만약 일정 시간 동안 수신자로부터 ACK 메시지가 도착하지 않으면 해당 패킷을 재전송합니다. 이러한 절차를 통해 데이터의 무결성과 신뢰성을 보장합니다.

 

TCP는 또한 혼잡 제어(congestion control) 알고리즘을 사용하여 네트워크 내 데이터 전송량이 과도하게 증가하는 혼잡 상황을 방지합니다. 혼잡 제어 알고리즘은 송신자가 네트워크 내 전송 속도를 파악하고, 네트워크 혼잡 상황을 감지하여 데이터 전송 속도를 조절합니다.

 

TCP는 대용량 데이터 전송이나 신뢰성이 중요한 경우에 사용되며, 웹 브라우저, 이메일, 파일 전송 등 다양한 인터넷 응용 프로그램에서 사용됩니다.

 

TCP(Transmission Control Protocol)의 특징

1. 연결 지향적: TCP는 연결 지향적인 프로토콜로, 전송할 데이터를 패킷 단위로 나누어 순서에 맞게 전송합니다. 이를 통해 데이터의 무결성과 신뢰성을 보장합니다.
2. 패킷 분할과 재조립: TCP는 전송할 데이터를 여러 개의 패킷으로 분할하고, 각 패킷에 일련번호(sequence number)를 부여하여 전송합니다. 수신자는 이 일련번호를 기반으로 패킷을 받은 순서대로 재조립합니다.
3. 흐름 제어(flow control): TCP는 송신자와 수신자 사이에 데이터 전송 속도를 제어하는 흐름 제어 기능을 제공합니다. 이를 통해 송신자가 수신자의 처리 속도를 고려하여 데이터 전송 속도를 조절할 수 있습니다.
4. 혼잡 제어(congestion control): TCP는 네트워크 내 데이터 전송량이 과도하게 증가하는 혼잡 상황을 방지하기 위한 혼잡 제어 기능을 제공합니다. 이를 통해 네트워크 내 데이터 전송 속도를 조절하여 혼잡 상황을 방지합니다.
5. 신뢰성 보장: TCP는 패킷 전송 후, 수신자로부터 확인 응답(ACK) 메시지를 받으면 다음 패킷을 전송합니다. 만약 일정 시간 동안 수신자로부터 ACK 메시지가 도착하지 않으면 해당 패킷을 재전송합니다. 이러한 절차를 통해 데이터의 무결성과 신뢰성을 보장합니다.
6. 대용량 데이터 전송 가능: TCP는 대용량 데이터 전송이 가능하며, 파일 전송, 이메일, 웹 브라우징 등 다양한 인터넷 응용 프로그램에서 사용됩니다.

패킷이란?

패킷(packet)은 데이터 통신에서 전송되는 데이터의 작은 조각입니다. 컴퓨터 네트워크에서 데이터를 전송할 때, 데이터는 패킷 단위로 분할되어 전송됩니다. 각 패킷은 목적지에 도달할 때까지 독립적으로 전송되며, 전송 중에는 여러 노드를 거쳐 목적지에 도달합니다.

 

패킷은 일반적으로 패킷 헤더(header)와 패킷 데이터(packet data)로 구성됩니다. 패킷 헤더는 전송되는 패킷에 대한 정보를 담고 있으며, 목적지 IP 주소, 송신지 IP 주소, 포트 번호, 패킷 순서, 오류 검출 코드 등이 포함됩니다. 패킷 데이터는 전송되는 실제 데이터입니다.

 

패킷을 사용하는 이유는 여러 가지가 있습니다. 먼저, 패킷은 대용량의 데이터를 작은 조각으로 분할하여 전송하므로, 데이터 전송 속도를 향상시킵니다. 또한, 패킷은 여러 경로를 통해 전송되므로, 한 경로에서 문제가 발생해도 다른 경로를 통해 데이터 전송이 계속될 수 있습니다. 또한, 패킷은 일정 크기 이하로 분할되므로, 데이터의 무결성을 보장할 수 있습니다.

 

패킷은 인터넷, 이더넷, 와이파이 등 다양한 네트워크에서 사용되며, 데이터 통신에서 핵심적인 역할을 합니다.

 

UDP(User Datagram Protocol)

UDP(User Datagram Protocol)는 인터넷 프로토콜 스택의 한 부분으로, 비연결형 프로토콜입니다. TCP와 달리, 연결 설정과 흐름 제어 등의 기능을 제공하지 않습니다. UDP는 데이터 전송의 신뢰성을 보장하지 않지만, 데이터 전송에 대한 지연 시간이 매우 짧고 처리 속도가 빠릅니다. 이러한 특징 때문에 실시간 스트리밍, 동영상, 오디오 등에서 자주 사용됩니다.

 

UDP는 패킷 헤더와 데이터로 구성됩니다. 패킷 헤더에는 포트 번호, 송신자 IP 주소, 수신자 IP 주소 등이 포함됩니다. 데이터는 전송되는 실제 데이터입니다. UDP는 데이터의 무결성 검사를 수행하지 않으며, 패킷 손실이나 중복 전송 등의 문제가 발생할 수 있습니다.

 

UDP의 장점은 TCP보다 빠른 전송 속도와 적은 대역폭 사용 등입니다. UDP는 데이터 전송을 위해 많은 프로토콜 계층에서 사용됩니다. 예를 들어, DNS(Domain Name System), DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol), SNMP(Simple Network Management Protocol), RTP(Real-time Transport Protocol) 등에서 사용됩니다.

 

UDP(User Datagram Protocol)의 특징

UDP(User Datagram Protocol)는 인터넷 프로토콜 스택의 한 부분으로, 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

1. 비연결형 프로토콜 : UDP는 TCP와 달리 연결 설정과 흐름 제어 등의 기능을 제공하지 않으며, 데이터 전송의 신뢰성을 보장하지 않습니다. 따라서 패킷 손실이나 중복 전송 등의 문제가 발생할 수 있습니다.
2. 빠른 전송 속도 : UDP는 데이터 전송에 대한 지연 시간이 매우 짧고 처리 속도가 빠릅니다. 이러한 특징 때문에 실시간 스트리밍, 동영상, 오디오 등에서 자주 사용됩니다.
3. 패킷 구조 : UDP 패킷은 패킷 헤더와 데이터로 구성됩니다. 패킷 헤더에는 포트 번호, 송신자 IP 주소, 수신자 IP 주소 등이 포함됩니다. 데이터는 전송되는 실제 데이터입니다.
4. 데이터 무결성 검사 미포함 : UDP는 데이터의 무결성 검사를 수행하지 않으며, 데이터의 손상 여부를 검사하지 않습니다. 따라서 데이터 전송에 대한 신뢰성을 보장하지 않습니다.
5. 대역폭 사용 : UDP는 TCP보다 적은 대역폭을 사용합니다. 따라서 대량의 데이터를 전송해야 하는 경우에는 UDP를 사용하는 것이 유리합니다.

UDP는 데이터 전송의 신뢰성보다는 속도를 우선시해야 하는 경우에 적합한 프로토콜입니다. 데이터 전송 시 속도가 중요한 경우에는 UDP를 사용하는 것이 좋습니다.

 

TCP와 UDP의 차이

1. 연결 설정 여부 : TCP는 연결 설정을 통해 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장합니다. 반면에 UDP는 연결 설정을 제공하지 않으며, 데이터 전송의 신뢰성을 보장하지 않습니다.
2. 흐름 제어 여부 : TCP는 데이터 전송의 흐름을 제어하여 네트워크 혼잡을 방지하고, 데이터 손실 및 중복 전송을 방지합니다. UDP는 흐름 제어를 제공하지 않으며, 패킷 손실이나 중복 전송 등의 문제가 발생할 수 있습니다.
3. 데이터 전송 속도 : UDP는 데이터 전송에 대한 지연 시간이 매우 짧고 처리 속도가 빠릅니다. 이에 비해 TCP는 데이터 전송의 신뢰성을 위해 연결 설정과 흐름 제어 등의 추가 작업이 필요하므로, 전송 속도가 느리다는 단점이 있습니다.
4. 패킷 구조 : UDP 패킷은 패킷 헤더와 데이터로 구성됩니다. 패킷 헤더에는 포트 번호, 송신자 IP 주소, 수신자 IP 주소 등이 포함됩니다. 데이터는 전송되는 실제 데이터입니다. 반면에 TCP 패킷은 패킷 헤더와 데이터, 제어 정보 등으로 구성됩니다.
5. 데이터 전송의 신뢰성 : TCP는 데이터 전송의 신뢰성을 보장합니다. 데이터의 손실, 중복 전송, 손상 등의 문제가 발생할 경우에도 데이터의 정확성을 보장하기 위해 재전송이나 에러 복구 등의 추가 작업을 수행합니다. UDP는 데이터 전송의 신뢰성을 보장하지 않으며, 데이터 전송에 대한 지연 시간이 매우 짧고 처리 속도가 빠릅니다.

따라서, TCP는 데이터의 신뢰성이 중요한 경우에 사용되며, UDP는 데이터 전송의 신뢰성보다는 속도가 중요한 경우에 사용됩니다. 예를 들어, 웹 브라우저에서 데이터를 주고 받을 때에는 TCP가 사용되며, 실시간 동영상이나 음성 전화 등에서는 UDP가 사용됩니다.