[네트워크] 1. 인터넷 네트워크 - IP (인터넷 프로토콜) / TCP / UDP

IP 프로토콜의 한계

 

• 비연결성
  • 패킷을 받을 대상이 없거나 서비스 불능 상태여도 패킷 전송
• 비신뢰성
  • 중간에 패킷이 사라졌을 경우 / 패킷이 순서대로 오지 않을 경우
• 프로그램 구분
  • 같은 IP를 사용하는 서버에서 통신하는 애플리케이션이 둘 이상일 경우

 

1. 클라이언트 측에서는 대상 서버가 패킷을 받을 수 있는 상태인지/아닌지 모른다.
   -> 모르는 상태에서 패킷을 아무리 전송을 해도, 대상이 서비스 불능인 상태라면 서버측에서 받을 수 없다.
2. 패킷이 소실되어도 모른다.

 

 

또한, 클라이언트에서 보낸 데이터는 여러 데이터로 쪼개져서 노드를 타게 되는데 이 때 서버에 도착하는 데이터가 요청 데이터와 순서가 완전 일치하다고 보장 할 수는 없다. (중간에 다른 노드를 타게 될 수 있기 때문)

 

이를 해결하는 것이 TCP프로토콜

 

인터넷 프로토콜 스택의 4계층

 

1. 애플리케이션 계층 - HTTP, FTP
2. 전송 계층 - TCP, UDP
3. 인터넷 계층 - IP
4. 네트워크 인터페이스 계층

 

 

TCP 특징 - 전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol)

 

• 연결지향 - TCP 3 way handshake(가상연결)
• 데이터 전달 보증
• 순서 보장
• 신뢰할 수 있는 프로토콜
• 현재는 대부분 TCP 사용

 

TCP 3 way handshake

 

1. 클라이언트 -----  (SYN: 접속 요청) ------> 서버
2. 서버 ----------- (SYN + ACK) ---------> 클라이언트
3. 클라이언트 ----- (ACK: 요청 수락) ------> 서버  
   * ACK와 함께 데이터 전송도 가능하다.
4. 데이터 전송 

연결이 된 다음 데이터를 전송하기 때문에 연결이 되어있지 않을 땐 데이터를 보내지 않는다.

이러한 방식으로 서버에 이상이나 종료된 상태면 요청에 대한 수락이 오지않아 서비스 불능일 때 대비 가능

* 여기서의 연결은 진짜 연결이 된 것이 아니다! 논리적으로 연결이 되었다고 이해하면 됨

 

TCP 세그먼트 내에는 출발지 PORT, 목적지 PORT, 전송 제어, 순서, 검증 정보 등이 추가되어있기 때문에 데이터 전달 보증 및 순서 보장이 가능하다!

 

 

UDP 특징 - 사용자 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol)

 

• 하얀 도화지에 비유(기능이 거의 없음)
• 연결지향 - TCP 3 way handshake X
• 데이터 전달 보증 X
• 순서 보장 X
• 데이터 전달 및 순서가 보장되지 않지만, 단순하고 빠름
• IP와 거의 같다. +PORT, +체크섬 정도만 추가
• 애플리케이션에서 추가 작업 필요

그럼 TCP대신 UDP는 왜 쓰는걸까?

• UDP는 데이터 전달 및 순서가 보장되진 않지만 빠르다.
  (TCP 3 way handshake의 경우 SYN, SYN+ACK, ACK을 거쳐야 데이터를 전달할 수 있다)
• UDP는 TCP와 다르게 UDP는 확장성에 대해 열려있어 수정이 가능하다.

 HTTP3가 UDP 프로토콜을 사용하면서 각광받게 되었다.