[네트워크] UDP와 TCP

UDP(User Datagram Protocol) 개요

UDP란? 

1. 비연결형 서비스 : 연결을 위해 할당되는 논리적인 경로가 없어 각각의 패킷이 다른 경로로 전송됨
2. 독립적인 패킷 : 각각의 패킷은 독립적인 관계를 지니게 됨
3. 신뢰성이 낮음 : 정보를 주고 받을 때 정보를 보내거나 받는다는 신호절차가 없어 신뢰성을 보장하지 않음
4. 체크섬 : UDP헤더의 CheckSum 필드를 통해 최소한의 오류만 검출함
5. 속도가 빠름 : TCP와 다르게 신뢰성 보장을 위한 절차가 없다보니 속도가 빠름
6. 실시간 서비스 : 신뢰성보다는 연속성이 중요한 서비스에 주로 사용됨

 

UDP Flow

전송 호스트의 흐름

1. 전송 호스트에서 전송하기 전에 패킷에 목적지 주소와 수신 호스트의 소켓을 식별할 수 있는 포트 번호를 포함시킴 
2. 전송 호스트에서 송신 프로세스를 사용하여 소켓으로부터 패킷을 전송함 

수신 호스트의 흐름

1. 전송 호스트에서 패킷이 오기전부터 수신 프로세스를 수행함 
2. 서버 소켓으로 온 UDP 세그먼트를 읽어 알맞은 동작을 수행 

UDP 체크섬이란?

1. 오류 검출을 제공
2. 세그먼트가 출발지로부터 목적지로 이동 했을 때, UDP 세그먼트 안의 비트에 대한 변경사항이 있는지 검사함
3. 모든 링크 계층 프로토콜에서 오류 검사를 제공한다는 보장이 없기 때문에 사용함

 

만약 다음과 같은 16비트 워드가 있다고 해보자.   

0110011001100000
0101010101010101
1000111100001100 

여기서 첫번째, 두번째 16비트 워드를 더하면 다음과 같다.

1011101110110101 

위의 계산의 합에 마지막 16비트 워드를 더하면 다음과 같다. (윤회식 자리올림을 따른다.) 

0100101011000010 

마지막 결과를 1의 보수를 구하면 다음과 같다. 

1011010100111101 

 

위의 최종 결과가 체크섬이 된다.  수신자에서는 체크섬을 포함한 4개의 모든 16비트 워드들을 더하는데 이 때 1111111111111111이 나오지 않는다면 패킷에 오류가 발생했다고 판단한다.

 

TCP(Transmission Control Protocol) 개요 

TCP란?

1. 연결형 서비스 : UDP와 다르게 클라이언트가 데이터를 전송하기 전에 TCP 연결이 먼저 설정되어 있어야 함
2. 3-way handshaking : 목적지와 수신지를 확실히 하여 정확한 전송을 보장하기 위해 세션을 수립하는 과정
3. 흐름 제어 : 송신측과 수신측의 데이터 처리 속도 차이를 해결하기 위한 기법
4. 혼잡 제어 : 송신측의 데이터 전달과 네트워크의 처리 속도 차이를 해결하기 위한 기법
5. 높은 신뢰성 보장 : UDP와 다르게 클라이언트가 소켓으로 보낸 임의의 바이트 순서대로 서버가 소켓을 통해 수신하도록 보장함  
6. 전이중, 점대점 방식 : 1:1로 연결되며, 데이터 전송의 흐름 방향이 양 방향으로 동시에 전송이 가능함
7. TCP/IP : 데이터를 패킷단위로 나누어 IP계층으로 전달하면 IP계층이 패킷 배달을 담당, TCP 는 신뢰성을 보장함
8. 신뢰성을 중시 : 3-way handshaking 과정이나 흐름제어 및 혼잡제어 때문에 속도가 느릴 수 밖에 없음 

 

TCP Flow

전송 호스트의 흐름

1. 클라이언트는 TCP 소켓을 생성하며, TCP 소켓을 생성할 때 연결될 서버 소켓의 포트 번호와 서버의 IP 주소를 명시해야함
2. 클라이언트는 TCP 소켓을 생성한 후, 3-way handshake를 하고 서버와 TCP 연결을 설정 

수신 호스트의 흐름 

1. 클라이언트에게 연결 요청이 오기전에, 모든 클라이언트로부터 초기 접속을 처리하는 특별한 소켓을 생성 해야함(Welcome Socket) 
2. 3-way handshake 동안 해당 클라이언트에게 지정되는 연결 소켓을 생성해야 함(Connection Socket) 

TCP에 대해 자세히 알고 싶다면?

https://ybdeveloper.tistory.com/66

[네트워크] TCP 혼잡제어,흐름제어