[네트워크 전송계층] UDP/TCP 특징 차이

OSI 7계층 중 Layer 4에 해당하는 전송계층에서 사용되는 프로토콜에 대해서 알아보고자 한다.

전송계층은 프로토콜 내에서 송신자와 수신자를 연결하는 통신 서비스를 제공하는 계층인데 IP에 의해 전달되는 패킷의 오류를 검사하고 재전송 요구 등의 제어를 담당한다. 이러한 전송계층에서 사용되는 프로토콜이 바로 TCP와 UDP이다. 

 

✅ TCP (Transmission Control Protocol)

TCP는 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원하는 연결 지향형 프로토콜이다. 일반적으로 TCP와 IP가 함께 사용되는데, IP가 데이터의 전송을 처리한다면, TCP는 패킷 추적 및 관리를 하게 된다. 연결 지향적인 TCP는 3-way handshaking이라는 과정을 통해 연결 후 통신을 시작하는데, 흐름 제어와 혼잡 제어를 지원하며 데이터의 순서를 보장한다.

 

흐름 제어란?

보내는 측과 받는 측의 데이터 처리속도 차이를 조절해주는 것

혼잡 제어란?

네트워크 내의 패킷 수가 넘치게 증가하지 않도록 방지하는 것

🔎 TCP의 특징

• 연결형 서비스로 가상 회선 방식을 제공(연결이 성공해야 통신 가능)
• 데이터의 전송 순서 보장
• 데이터의 경계를 구분하지 않음
• 신뢰성 있는 데이터 전송(데이터의 재전송 존재)
• UDP보다 전송속도가 느림
• 연결을 설정(3-way handshaking)과 해제(4-way handshaking)

✅ 신뢰할 수 있는 TCP

TCP는 신뢰할 수 있는 프로토콜이다. 요즘같은 정보화시대에 우리는 엄청나게 큰 데이터를 주고 받는다. 그래서 데이터를 잘게 쪼개서 보내게 되고, 많은 패킷을 보내게 된다.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
H	E	L	L	O	nice	t	o	meet	you

그리고 이러한 패킷들은 엄청 복잡한 인터넷을 통해 목적지로 이동하게 된다. 이러한 복잡한 환경에서 아래와 같이 데이터들이 유실 되지 않거나 올바른 순서대로 잘 도착 할 수 있을까?

1	2	3	4			7	8		10
H	E	L	L			t	o		you

이러한 걱정들을 신뢰할 수 있는 프로토콜인 TCP가 가능하게 해준다. TCP는 흐름제어, 오류제어, 혼잡제어를 통해 신뢰성있는 데이터 전송을 보장할 수 있게 해준다.

✅ UDP (User Datagram Protocol)

UDP는 비연결형 프로토콜로써, 인터넷상에서 서로 정보를 주고받을 때 정보를 보낸다는 신호나 받는다는 신호 절차를 거치지 않고 보내는 쪽에서 일방적으로 데이터를 전달하는 통신 프로토콜이다. TCP와는 다르게 연결 설정이 없으며, 혼잡 제어를 하지 않기 때문에 TCP보다 전송 속도가 빠르다. 하지만 데이터 전송에 대한 보장을 하지 않기 때문에 패킷 손실이 발생할 수 있다. 속도가 빠르며 네트워크 부하가 적다는 장점이 있지만 신뢰성있는 데이터의 전송을 보장하지 못하기 때문에 신뢰성보다는 연속성이 중요한 서비스(실시간 스트리밍 서비스)에 자주 사용된다.

 

🔎 UDP의 특징

• 비연결형 서비스로 데이터그램 방식을 제공(연결 없이 통신이 가능)
• 비신뢰성(데이터의 재전송 없음)
• 데이터의 경계를 구분
• 패킷 오버해드가 적어 네트워크 부하 감소
• 혼잡 제어를 하지 않기 때문에 TCP보다 빠름
• TCP의 handshaking 같은 연결 설정이 없음

✅ TCP와 UDP의 비교

프로토콜 종류	TCP	UDP
연결 방식	연결형 서비스	비연결형 서비스
패킷 교환 방식	가상 회선 방식	데이터그램 방식
전송 순서	전송 순서 보장	전송 순서가 바뀔 수 있음
수신 여부 확인	수신 여부를 확인함	수신 여부를 확인하지 않음
통신 방식	1:1 통신	1:1 or 1:N or N:N 통신
신뢰성	높다	낮다
속도	느리다	빠르다

✅ 그림으로 비교하는 TCP와 UDP

📚 참고

https://mangkyu.tistory.com/15

https://cocoon1787.tistory.com/757

https://choseongho93.tistory.com/3

https://velog.io/@hidaehyunlee/TCP-%EC%99%80-UDP-%EC%9D%98-%EC%B0%A8%EC%9D%B4