TCP, UDP

TCP(Transmission Control Protocol)와 UDP(User Datagram Protocol)는 인터넷 프로토콜(IP) 상에서 데이터를 주고받는 두 가지 주요 전송 계층 프로토콜입니다. 이들은 데이터가 네트워크를 통해 전송될 때 어떻게 처리되는지를 결정하며, 각각의 특징과 용도가 다릅니다.

1. TCP(Transmission Control Protocol)

TCP는 신뢰성 있는 연결 지향형 프로토콜입니다. TCP는 데이터가 전송될 때 정확성과 순서를 보장하기 때문에, 전송된 데이터가 유실되거나 순서가 뒤바뀌지 않도록 관리합니다.

주요 특징:

• 연결 지향적: TCP는 데이터를 전송하기 전에 3-way handshake라는 과정을 통해 송신자와 수신자 간의 연결을 설정합니다. 데이터 전송이 완료되면 4-way handshake를 통해 연결을 종료합니다.
• 신뢰성: TCP는 데이터 패킷의 전송을 보장합니다. 데이터가 손실되면 송신자는 해당 패킷을 다시 전송하며, 수신자는 데이터가 올바르게 도착했는지 확인하기 위해 ACK(승인) 메시지를 보냅니다.
• 순서 보장: TCP는 데이터의 순서가 보장됩니다. 데이터가 여러 패킷으로 나누어져 전송되더라도, 수신 측에서 순서대로 재조립됩니다.
• 흐름 제어: 수신자가 처리할 수 있는 속도를 초과하지 않도록 흐름 제어(Flow Control)를 지원합니다.
• 혼잡 제어: 네트워크가 혼잡할 경우, TCP는 전송 속도를 조정해 혼잡 제어(Congestion Control)를 수행합니다.

장점:

• 신뢰성: 데이터 전송이 안전하며, 패킷 손실이 발생하더라도 자동으로 재전송됩니다.
• 순서 보장: 데이터를 송신한 순서대로 수신합니다.
• 연결 유지: 데이터 전송 전에 송수신자 간 연결을 설정하고, 전송이 끝나면 연결을 종료합니다.

단점:

• 느린 속도: 연결 설정, 흐름 제어, 혼잡 제어 등의 과정으로 인해 전송 속도가 상대적으로 느릴 수 있습니다.
• 과부하: 추가적인 제어 정보와 재전송으로 인해 네트워크 자원을 더 많이 사용합니다.

TCP가 사용되는 곳:

• 웹 브라우징(HTTP/HTTPS): 웹 페이지 요청과 응답
• 파일 전송(FTP, SFTP): 정확한 파일 전송이 필요한 경우
• 이메일 전송(SMTP, IMAP, POP3): 이메일 데이터 전송
• 원격 접속(Telnet, SSH): 원격 제어 연결

2. UDP(User Datagram Protocol)

UDP는 비연결형 프로토콜로, TCP와 달리 데이터를 전송하기 전에 연결을 설정하지 않으며, 데이터 전송의 신뢰성을 보장하지 않습니다. 즉, 데이터를 빠르게 전송하는 것이 중요한 경우에 사용됩니다.

주요 특징:

• 비연결성: UDP는 데이터를 보내기 전에 연결을 설정하지 않으며, 전송 후에도 연결을 유지하지 않습니다.
• 신뢰성 없음: UDP는 패킷의 전송을 보장하지 않습니다. 패킷이 손실되거나 순서가 뒤바뀌어도 이를 처리하지 않습니다. 재전송, 흐름 제어, 혼잡 제어 등의 기능이 없습니다.
• 순서 보장 없음: UDP는 패킷의 순서가 보장되지 않습니다. 데이터가 여러 패킷으로 나뉘어 전송되면, 수신 측에서 순서대로 도착하지 않을 수 있습니다.
• 빠른 전송 속도: UDP는 데이터 전송에 있어 오버헤드가 적고 빠르기 때문에 실시간 애플리케이션에서 주로 사용됩니다.

장점:

• 빠른 전송: 데이터 전송 속도가 매우 빠르며, 실시간 애플리케이션에 적합합니다.
• 간단한 프로토콜: 추가적인 연결 설정이나 흐름 제어가 없으므로 프로토콜이 단순합니다.
• 낮은 오버헤드: 추가적인 제어 정보가 없어 네트워크 자원 소모가 적습니다.

단점:

• 신뢰성 부족: 데이터가 손실되거나 순서가 뒤바뀔 수 있으며, 수신자는 패킷을 놓치면 이를 알 수 없습니다.
• 재전송 없음: 손실된 데이터는 자동으로 재전송되지 않으므로, 데이터 유실이 발생할 수 있습니다.

UDP가 사용되는 곳:

• 실시간 스트리밍(비디오/오디오): 지연 시간보다 데이터 전송 속도가 중요한 경우
• 온라인 게임: 실시간 데이터 전송이 필요한 경우, 약간의 데이터 손실을 감수하더라도 빠른 속도가 중요할 때
• VoIP(음성 통신): 실시간 음성 데이터 전송
• DNS 조회: 빠른 응답이 중요한 네트워크 요청

TCP와 UDP의 비교

특징	TCP	UDP
연결 방식	연결 지향 (3-way handshake)	비연결형 (연결 설정 없음)
신뢰성	신뢰성 있음 (패킷 전송 보장)	신뢰성 없음 (패킷 손실 허용)
순서 보장	순서 보장	순서 보장 없음
오버헤드	오버헤드 큼 (재전송, 제어 정보 등)	오버헤드 적음
속도	상대적으로 느림	매우 빠름
재전송	패킷 손실 시 자동 재전송	재전송 없음
흐름 제어	흐름 제어 및 혼잡 제어 지원	흐름 제어 및 혼잡 제어 없음
사용 예시	웹 브라우징, 파일 전송, 이메일 등	스트리밍, 온라인 게임, VoIP, DNS 조회

결론

• TCP는 신뢰성이 요구되는 데이터 전송에 적합하며, 연결 설정, 흐름 제어, 패킷 재전송 등 다양한 기능을 제공하여 데이터가 안전하게 전달되도록 합니다.
• UDP는 빠른 전송 속도가 중요한 상황에서 사용되며, 데이터 손실이나 순서 뒤바뀜을 허용하는 대신, 빠른 전송을 보장하는 실시간 애플리케이션에 적합합니다.

따라서, TCP는 안정성을, UDP는 속도를 우선시하는 프로토콜입니다. 사용하려는 애플리케이션의 요구 사항에 따라 적합한 프로토콜을 선택하게 됩니다.