TCP와 UDP에 대하여

OSI 7계층 (출처: https://westahn.com/osi-7-%EA%B3%84%EC%B8%B5%EC%9D%B4%EB%9E%80/)

 

📌 OSI 7계층(Open Systems Interconnection Model)이란?

OSI 7계층은 네트워크 통신을 단계별로 나눈 개념 모델이다. 이를 계층으로 나눈 이유는 네트워크 장비와 프로토콜을 표준화하여 통일성을 확보하고, 문제 발생 시 계층별로 원인을 쉽게 파악할 수 있도록 하기 위함이다. 또한, 각 계층을 독립적으로 개발할 수 있어 유지보수가 용이하며, 다양한 장비와 서비스 간의 호환성을 높일 수 있다는 장점이 있다.

 

✅ OSI 7계층의 구조

• 물리 계층 (데이터를 전기 신호(유선) 또는 무선 신호(Wi-Fi, 전파)로 변환하여 전송 / 네트워크 장비 간 물리적 연결 담당)
• 데이터 링크 계층 (MAC 주소를 기반으로 장치 간 데이터 전송 / 데이터가 손상되지 않도록 오류 검출 및 수정)
• 네트워크 계층 (데이터를 IP 주소 기반으로 목적지까지 전달(라우팅) / 서로 다른 네트워크 간 데이터 전송 담당)
• 전송 계층 (TCP/UDP 기반으로 데이터 전송 (신뢰성 보장 or 속도 선택) / 데이터 패킷을 나누고 재조립)
• 세션 계층 (클라이언트와 서버 간의 연결(세션)을 관리 / 로그인 유지 및 데이터 동기화 담당)
• 표현 계층 (데이터 압축, 암호화, 변환(Encoding, Decoding) 담당 / 서로 다른 데이터 형식을 표준화)
• 응용 계층 (사용자가 직접 접하는 소프트웨어 (웹, 게임, 이메일 등) 담당 / HTTP, FTP, DNS 등 프로토콜을 사용하여 데이터 송수신)

 

오늘 공부할 주제인 TCP/UDP는 OSI 7계층 중 전송 계층에 속하는 프로토콜이다. 전송 계층은 클라이언트와 서버 간 데이터를 어떻게 전송할지를 결정하는 역할을 한다. TCP와 UDP는 모두 IP(Internet Protocol)를 기반으로 동작하며, IP 주소를 이용해 데이터를 전송한다.

 

+ 추가 지식

프로토콜

 ~> 클라이언트와 서버가 네트워크에서 데이터를 주고받을 때 따르는 규칙과 약속을 의미

 ~> 즉, '어떻게 통신할 것인가?' 를 정하는 규칙

IP(Internet Protocol)

 ~> 클라이언트와 서버가 네트워크에서 서로 통신할 수 있도록 도와주는 프로토콜

 ~> IP는 패킷(Packet)이라는 작은 단위로 데이터를 나누어 전송하며, 여러 네트워크를 거쳐 최적의 경로로 목적지까지 전달

 ~> IP 주소는 네트워크에서 각 장치를 식별하기 위한 고유한 주소(숫자 형태)로, 데이터를 정확한 대상에게 전달하는 데 사용

 

📌 TCP(Transmission Control Protocol)란?

TCP란 데이터를 신뢰성 있게 전달하기 위한 프로토콜로, 연결 지향 방식이며 패킷 교환 방식을 사용한다. 데이터를 전송하기 전 3-Way Handshake 과정을 통해 송신자와 수신자가 정상적으로 연결되었는지 확인하고, 전송이 끝난 후 4-Way Handshake 과정을 거쳐 올바르게 종료되었는지를 확인한다. 네트워크 환경에서는 데이터가 여러 개의 작은 조각(패킷)으로 나뉘어 전송되는데, 이 과정에서 패킷 손실이나 순서 변경이 발생할 가능성이 있다. TCP는 자동 재전송 및 흐름 제어 기능을 통해 패킷이 손실되거나 순서가 어긋나더라도 데이터가 정확하게 도착하도록 보장한다. 이처럼 TCP는 신뢰성이 높지만, 연결 설정과 오류 복구 과정으로 인해 속도가 상대적으로 느릴 수 있다. 이러한 특성 덕분에 웹사이트, 이메일, 파일 다운로드, MMORPG 같은 데이터 무결성이 중요한 서비스에서 사용된다.

 

✅ TCP 특징

• 신뢰성 보장 (데이터 손실 없이 정확하게 전달)
• 순서 보장 O (패킷이 순서대로 도착하도록 조정)
• 오류 검사 및 재전송 가능 (손실된 데이터는 자동으로 재전송)
• 연결 지향 (3-Way Handshake를 통해 연결을 설정한 후 데이터 전송)
• 상대적으로 느린 속도 (오류 수정과 흐름 제어 과정이 포함되기 때문)

 

✅ TCP 사용 예시

• 웹 브라우징 (HTTP, HTTPS / 웹페이지 로딩 시 데이터가 정확하게 전송되어야 함)
• 이메일 전송 (SMTP, IMAP, POP3 / 이메일 내용이 손상되지 않고 정확하게 전달)
• 파일 다운로드 (FTP / 다운로드한 파일이 손상되지 않아야 함)
• MMORPG와 같은 온라인 게임 (퀘스트, 거래, 채팅 등에서 데이터 정확성이 중요)

 

+ 추가 지식

3-Way Handshake

TCP Connection

4-Way Handshake

TCP Disconnection

 

📌 UDP(User Datagram Protocol)란?

UDP란 빠른 속도를 우선으로 하는 프로토콜로, 비연결 지향 방식이며 데이터그램 방식을 사용한다. TCP처럼 데이터의 신뢰성(재전송, 순서 보장)을 제공하지 않으며, 연결 설정 과정 없이 데이터를 즉시 전송하는 방식을 사용한다. 따라서 속도가 빠르지만, 패킷 손실이 발생해도 복구하지 않는다. 이러한 특성 때문에 실시간 통신(음성 통화, 스트리밍, FPS/MOBA 게임 등)에서 많이 사용한다.

 

✅ UDP 특징

• 빠른 전송 속도 (데이터 손실이 발생해도 신경 쓰지 않고 전송)
• 순서 보장 X (패킷이 순서대로 도착할지 보장하지 않음)
• 오류 검사 없음 (손실된 데이터에 대한 재전송 기능 없음)
• 비연결형 (연결 과정 없이 바로 데이터 전송)
• 빠른 속도 및 지연(Latency)이 적음 (실시간 반응 속도가 중요한 환경에 적합)

 

✅ UDP 사용 예시

• 실시간 스트리밍 (영상, 음성 통화 / 지연 없이 빠르게 전송해야 원활한 시청 가능)
• VolP (인터넷 전화 / 통화 중 끊김 없이 음성이 전달되어야 함)
• FPS, MOBA, 배틀로얄 같은 온라인 게임 (총격전, 이동, 스킬 판정 등에서 빠른 반응 속도가 중요)

 

 

+ 출처

https://lxxyeon.tistory.com/155

https://mangkyu.tistory.com/15

https://inpa.tistory.com/entry/NW-%F0%9F%8C%90-%EC%95%84%EC%A7%81%EB%8F%84-%EB%AA%A8%ED%98%B8%ED%95%9C-TCP-UDP-%EA%B0%9C%EB%85%90-%E2%9D%93-%EC%89%BD%EA%B2%8C-%EC%9D%B4%ED%95%B4%ED%95%98%EC%9E%90

https://velog.io/@rlacksals96/%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC-TCPUDP%EC%99%80-3way-handshake