TCP/IP 와 UDP

HTTP

웹 서비스는 HTTP(Hyper Text Transfer Protocol, 하이퍼텍스트 전송 방식)이라는 규칙을 통하여 데이터를 주고 받습니다. 여기서 하이퍼 텍스트는 하이퍼링크를 통하여 이곳에서 저곳으로 움직일 수 있는 텍스트라고 할 수 있습니다. 일반적으로 앞에서 뒤로 읽어나가는 순차적 흐름이 아니라 중간에서 다른곳으로 오가는 방식을 의미합니다.

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

TCP/IP란 TCP규약과 IP규약을 합친 웹 상에서만 사용하는 규칙을 의미합니다.

TCP는 데이터 전달을 관리하는 규칙입니다. 즉, 데이터를 작게 나누어서 한쪽에서 다른쪽으로 옮기고, 이를 다시 조립하여 원래의 데이터로 만드는 규칙입니다. 여기서 잘게 나눈 데이터 단위를 패킷이라고 합니다. 인터넷에서는 정보를 전달하는 단위를 뜻합니다. TCP는 패킷을 조립하고, 손실된 패킷을 확인하고, 재전송하도록 요청하는 기능을 합니다.

IP는 인터넷상의 주소 규칙입니다. 집의 주소를 부여하는 규칙이 존재하듯이, 인터넷상에 연결된 모든 컴퓨터의 위치에도 규칙이 필요합니다. 이전에는 2⁸*4자리의 주소인 IPv4를 사용하였지만 주소가 고갈이 되고 있어서 16⁴*8자리인 IPv6로 전환하고 되고 있습니다.

##TCP/IP 4계층

OSI(Open Systems Interconnections)7계층은 시스템들의 연결을 위한 모델입니다. TCP/IP 4계층은 이를 웹 서비스에 맞게 단순화시킨 모델입니다.

• 응용계층: HTTP, FTP, Telnet, SMTP 등 네트워크를 사용하는 응용프로그램으로 이뤄집니다.
• 전송계층: TCP, UDP 등 시스템을 연결하고 데이터를 전송하는 역할을 합니다.
• 인터넷계층: ICMP, IGMP, IP등 데이터를 정의하고 데이터의 경로를 라우팅합니다.
• 물리계층: Ethernet, ATM등 네트워크 하드웨어를 의미합니다

클라이언트로부터 특정 주소로 요청이 들어오면 DNS 상에서 IP주소를 받아옵니다 → HTTP 계층에서 HTTP 메시지를 작성합니다 → TCP 계층에서 HTTP 메시지를 패킷으로 분해합니다. → IP계층에서 전송위치를 확인하고 → 네트워크를 통하여 전송합니다. 그 이후는 위의 과정의 역순으로 진행하여 처리합니다.

 

인터넷상에서 데이터를 메세지의 형태로 보내기 위해 IP와 함께 사용하는 프로토콜

[ TCP 특징 ]

• 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.

[ 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)

 

 

[UDP]

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. 위에서 대충 눈치채셨듯이 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

UDP는 비연결형 서비스이기 때문에, 연결을 설정하고 해제하는 과정이 존재하지 않습니다. 서로 다른 경로로 독립적으로 처리함에도 패킷에 순서를 부여하여 재조립을 하거나 흐름 제어 또는 혼잡 제어와 같은 기능도 처리하지 않기에 TCP보다 속도가 빠르며 네트워크 부하가 적다는 장점이 있지만 신뢰성있는 데이터의 전송을 보장하지는 못합니다. 그렇기 때문에 신뢰성보다는 연속성이 중요한 서비스 예를 들면 실시간 서비스(streaming)에 자주 사용됩니다.

[ 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.

 

[TCP와 UDP의 비교]

위의 설명을 통해 TCP와 UDP에 대해 어느정도 이해가 가셨나요? 또 중요한 것이 TCP와 UDP의 차이를 인지하는

것이기 때문이 여기서는 표를 사용하여 두 프로토콜을 비교해보도록 하겠습니다.

 

[ TCP Flow ]

 

 

[ UDP Flow ]

 

 

 

 

참고 :

https://medium.com/@chrisjune_13837/web-http-tcp-ip-%EB%A9%94%EC%8B%9C%EC%A7%80%EB%9E%80-4b2721fe296f

[WEB] HTTP, TCP/IP, 메시지란?

 

https://mangkyu.tistory.com/15