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# TCP, UDP

## 인터넷 프로토콜 스택의 4계층

![](https://389280719-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-legacy-files/o/assets%2F-LxjHkZu4T9MzJ5fEMNe%2Fsync%2Fc9d0b4cefd74d4500921c6829edf1e5ee90ae75a.png?generation=1617456316702955\&alt=media)

TCP는 IP에 살짝 TCP를 얹어서 IP의 문제를 보완해준다고 생각하면 된다.

![](https://389280719-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-legacy-files/o/assets%2F-LxjHkZu4T9MzJ5fEMNe%2Fsync%2Fbc74cc6fcb6291eb6dc9d8f0687f2f29bfb4694f.png?generation=1617456313753773\&alt=media)

만약 채팅 애플리케이션을 만들었다고 가정한다면, 먼저 `Socket 라이브러리` 라는 것을 사용해 OS 계층에 `Hello, world!` 라는 메시지를 넘긴다.

그럼 OS 쪽에서는 `Hello, world!` 라는 메시지에 TCP 정보를 씌우고(초록색), 그 아래인 IP 쪽으로 내려서 IP 정보를 또 씌운다(노란색). 이렇게 IP 패킷이 생성된다.

이 데이터가 실제 랜 카드를 통해 나갈 때는 `Ethernet frame` 을 포함해서 나간다(검정색). `Ethernet frame` 에는 실제 물리적인 정보까지 들어있다.

## IP 패킷 정보

### 패킷

패키지와 버킷의 합성어

![](https://389280719-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-legacy-files/o/assets%2F-LxjHkZu4T9MzJ5fEMNe%2Fsync%2F72e3062dcff8ba342639244f56c4c5e405b1808c.png?generation=1617456311782290\&alt=media)

TCP 계층에서는 출발지와 목적지의 port, 전송 제어, 순서, 검증에 대한 정보가 저장된다.

## TCP의 특징

* 전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol)
* 신뢰할 수 있는 프로토콜이며 현재 대부분이 사용하고 있다.

### 연결 지향 - TCP 3 way handshake

* 상대방과 연결이 됐는지 확인 후에 메시지를 보낸다.
* 하지만 이건 진짜 연결된 것이 아니다. 개념적으로 연결된 상태다.
  * 옛날엔 실제로 케이블을 통해 연결되었는데, 이제는 SYN과 ACK을 주고 받은 걸로 연결이 잘 됐다고 가정하기 때문이다.
* 실제로 클라이언트와 서버 사이에는 수 많은 노드가 있는데 그 노드가 다 연결이 됐는지는 모르는 것이다.

![](https://389280719-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-legacy-files/o/assets%2F-LxjHkZu4T9MzJ5fEMNe%2Fsync%2F6d3faca88ae1e12c2af01d8aef129738a874cd11.png?generation=1617456312751902\&alt=media)

1. 클라이언트에서 서버로 연결해달라는 의미로 SYN 이라는 메시지를 보낸다.
2. 서버는 받았다는 의미의 ACK과 함께 자기도 연결해달라고 SYN을 보낸다.
3. 클라이언트도 받았다는 의미로 ACK을 보낸다.
4. 연결이 다 되고 난 후에 데이터를 전송한다.

요즘엔 최적화가 많이 되어서, 3번 ACK을 보낼 때 데이터를 같이 전송한다.

### 데이터 전달 보증

![](https://389280719-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-legacy-files/o/assets%2F-LxjHkZu4T9MzJ5fEMNe%2Fsync%2Fb8c19b0b029f1eb3de362420b68e28fe4d0cddac.png?generation=1617456315794140\&alt=media)

* 메시지를 보낼 때 중간에 패킷이 누락되었는지 알 수 있다.

### 순서 보장

![](https://389280719-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-legacy-files/o/assets%2F-LxjHkZu4T9MzJ5fEMNe%2Fsync%2Fd34c5f4ffba4c3392b922ee9618894326e2ecd55.png?generation=1617456314890393\&alt=media)

* 패킷 순서가 바뀌어서 도착하면 그 직전 패킷부터 다시 보내달라고 요청한다.

## UDP 특징

사용자 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol)

* 하얀 도화지에 비유할 정도로 기능이 거의 없다.
* TCP의 연결 지향, 데이터 전달 보증, 순서 보장은 없다.
* 즉, IP와 거의 같고 port와 체크섬(메시지 검증해주는 데이터) 정도만 추가되어있다.
* 데이터 전달 및 순서가 보장되지 않지만 단순하고 빠르다.
* 애플리케이션에서 추가 작업이 필요하다.
  * 최적화가 필요하다면 UDP 위에 애플리케이션 레벨에서 뭔가를 만들어내면 된다.
  * 지금까지는 영상처럼 실시간성이 중요한 데이터까지도 TCP가 점령했는데, 최근에는 handshake하는 과정까지 줄여보자는 목적으로 UDP가 각광받고 있다.