TCP와 UDP의 차이 (OSI 7 Layer , 전송계층)

728x90

먼저 프로토콜(Protocol)이란, 우리말로 하면 규약,협약과 비슷한 뜻이다. 컴퓨터끼리는 프로토콜이 서로 같은 것끼리만 통신이 가능하다.

그렇다면 인터넷을 사용하고 있는 모든 PC는 같은 언어를 사용할까? 그렇다. 인터넷을 사용하기 위해서는 모든 PC가 TCP/IP라는 프로토콜을 사용해야 한다. 이 프로토콜을 사용하기 때문에 인터넷을 접속할 수 있는 것이다.

그런데 프로토콜에도 여러 종류가 있다.

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)
UDP(User Datagram Protocol)
IPX(Internetwork Packet eXchange)
AppleTalk

여기서 TCP와 UDP의 차이에 대해 알아보자.

1. TCP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

서버와 클라이언트가 1대1로 연결되 컴퓨터 사이의 통신 표준 및 네트워크의 라우팅 및 상호연결에 대한 자세한 규칙을 지정하는 프로토콜이다.

TCP특징

연결형 서비스로 가상 회선 방식을 제공한다.
3-way handshaking과정을 통해 연결을 설정하고 4-way handshaking을 통해 해제한다.
흐름 제어 및 혼잡 제어.
높은 신뢰성을 보장한다.
UDP보다 속도가 느리다.
전이중(Full-Duplex), 점대점(Point to Point) 방식.

TCP가 가상 회선 방식을 제공한다는 것은 발신지와 수신지를 연결하여 패킷을 전송하기 위한 논리적 경로를

배정한다는 말입니다. 그리고 3-way handshaking과정은 목적지와 수신지를 확실히 하여 정확한 전송을 보장하기 위해서 세션을 수립하는 과정을 의미합니다. TCP가 이러한 특징을 지니는 이유는 간단명료합니다.

바로 TCP는 연결형 서비스로 신뢰성을 보장하기 때문입니다. 그래서 3-way handshaking의 과정도 사용하는 것이고,

데이터의 흐름제어나 혼잡 제어와 같은 기능도 합니다. 하지만 이러한 기능때문에 UDP보다 속도가 느리게 됩니다. (이러한 기능은 CPU를 사용하기 때문에 속도에 영향을 주는 것입니다.)

그렇기에 TCP는 연속성보다 신뢰성있는 전송이 중요할 때에 사용하는 프로토콜로 예를 들면 파일 전송과 같은 경우에 사용됩니다!

TCP 서버의 특징

서버소켓은 연결만을 담당한다.
연결과정에서 반환된 클라이언트 소켓은 데이터의 송수신에 사용된다형 서비스로 가상 회선 방식을 제공한다.
서버와 클라이언트는 1대1로 연결된다.
스트림 전송으로 전송 데이터의 크기가 무제한이다.
패킷에 대한 응답을 해야하기 때문에(시간 지연, CPU 소모) 성능이 낮다.
Streaming 서비스에 불리하다.(손실된 경우 재전송 요청을 하므로)

2. UDP(User Datagram Protocol)

UDP를 해석하면 사용자 데이터그램 프로토콜(규약)이라는 뜻인데 풀어 해석하면 아래와 같습니다.

데이터를 데이터그램 단위로 처리하는 프로토콜

여기서 데이터그램이란 독립적인 관계를 지니는 패킷이라는 뜻으로, UDP의 동작방식을 설명하자면 다음과 같습니다.

TCP와 달리 UDP는 비연결형 프로토콜입니다. 즉, 연결을 위해 할당되는 논리적인 경로가 없는데, 그렇기 때문에 각각의 패킷은 다른 경로로 전송되고, 각각의 패킷은 독립적인 관계를 지니게 되는데 이렇게 데이터를 서로 다른 경로로 독립적으로 처리하게 되고, 이러한 프로토콜을 UDP라고 합니다.

UDP 특징

비연결형 서비스로 데이터그램 방식을 제공한다
정보를 주고 받을 때 정보를 보내거나 받는다는 신호절차를 거치지 않는다.
UDP헤더의 CheckSum 필드를 통해 최소한의 오류만 검출한다.
신뢰성이 낮다
TCP보다 속도가 빠르다

→ 신뢰성보다는 연속성이 중요한 서비스 예를 들면 실시간 서비스(streaming)에 자주 사용됩니다.

→ 데이터그램이 전송되는지 보장 할 수 없고, 데이터그램이 중간에 없어져도 알 수 없다.
→ 데이터그램은 일반적으로 헤더와 payload(내용물)로 나뉘어진다.

*tcp는 listen(), accept(), connect() 등등이 있는데

udp는 bind()만하면 주고받기가 가능하다(왜냐면 udp는 커넥션이 필요없기 때문이다.)

udp는 한번 바인드하면 클라이언트가 한번 왔을 때 주고받고 끝내고 또 클라이언트 2가 왔을 때

주고받고 할 수 있는 반복적인 구조를 가진다.

UDP 서버의 특징

UDP에는 연결 자체가 없어서(connect 함수 불필요) 서버 소켓과 클라이언트 소켓의 구분이 없다.
소켓 대신 IP를 기반으로 데이터를 전송한다.
서버와 클라이언트는 1대1, 1대N, N대M 등으로 연결될 수 있다.
데이터그램(메세지) 단위로 전송되며 그 크기는 65535바이트로, 크기가 초과하면 잘라서 보낸다.
흐름제어(flow control)가 없어서 패킷이 제대로 전송되었는지, 오류가 없는지 확인할 수 없다.
파일 전송과 같은 신뢰성이 필요한 서비스보다 성능이 중요시 되는 경우에 사용된다.

Q) 흐름제어(Flow Control)와 혼잡제어(Congestion Control)이란?

(TCP)흐름제어는 데이터를 송신하는 곳과 수신하는 곳의 데이터 처리 속도를 조절하여 수신자의 버퍼 오버플로우를 방지하는 것입니다. 예를 들어 송신하는 곳에서 감당이 안되게 데이터를 빠르게 많이 보내면 수신자에서 문제가 발생하기 때문입니다.

(TCP, UDP)혼잡제어는 네트워크 내의 패킷 수가 넘치게 증가하지 않도록 방지하는 것입니다. 만약 정보의 소통량이 과다하면 패킷을 조금만 전송하여 혼잡 붕괴 현상이 일어나는 것을 막습니다.

*참고

CISCO 네트워킹