TCP와 UDP 통신의 구조와 데이터 전송 방식

Socket

• 소켓은 네트워크 통신을 위한 소프트웨어 인터페이스로, 네트워크 통신에서 데이터를 송수신하는 통로 역할을 한다.
• 소켓은 IP 주소와 포트 번호로 구성되어, 이들을 통해 네트워크상의 다른 장치와 연결을 설정하고 데이터를 전송한다.
• 대부분의 네트워크 통신은 소켓을 사용해 이루어진다. 예를 들어, TCP와 UDP 통신은 모두 소켓을 통해 처리가 이루어진다.

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Stream

• 스트림은 데이터를 연속적으로 전달하는 방식
• TCP에서는 데이터를 packet 단위로 나누어 보내지만, 연속적인 데이터 흐름(stream) 형태로 처리된다. 즉, 여러 패킷이 순차적으로 전달되면서, 수신 측에서 전체 데이터를 하나의 연속적인 흐름으로 처리할 수 있도록 한다.
• 스트림은 TCP에서 데이터를 전송할 때 사용되며, 연속적이고 안정적인 데이터 흐름(stream)을 제공

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Packet

• packet은 네트워크 계층에서 데이터를 송수신하는 기본 단위 네트워크 통신에서 데이터는 packet이라는 단위로 나누어져 전송이 이루어진다.
• packet은 segment나 datagram과 같은 전송 계층의 데이터를 네트워크 계층에서 전송할 수 있도록 포장하는 역할(캡슐화)을 합니다. (TCP, UDP)
• packet은 송수신 정보, 오류 검출 정보, 순서 정보 등을 포함하여 데이터 전송의 단위화, 네트워크 계층 간의 호환성 유지, 효율적이고 안정적인 데이터 전달을 보장

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Segment

• segment는 TCP 프로토콜에서 사용되는 데이터 단위
• TCP segment는 애플리케이션에서 보낸 byte를 담고 있으며, 포트 번호, IP 주소, 순서 정보, 검증 정보 등 TCP 프로토콜에서 요구하는 여러 제어 정보를 포함하고 있다.
• segment는 연결 지향적인 TCP의 특징에 맞게, 데이터의 순서 보장 및 전송 신뢰성 확보를 위해 필수적인 정보를 담고 있다.

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Datagram

• datagram은 UDP 프로토콜에서 사용되는 데이터 단위
• UDP datagram은 포트 번호, IP 주소, 길이 정보, 검증 정보를 담고 있지만, segment보다 덜 복잡하며 연결을 필요로 하지 않다.
• UDP는 비연결형 프로토콜로, 각 datagram은 독립적으로 처리되므로 데이터의 순서나 전송 신뢰성을 보장하지 않는다.

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Byte

• 바이트는 데이터를 표현하는 가장 작은 단위
• TCP나 UDP에서 송수신하는 데이터는 기본적으로 바이트로 이루어져 있으며, 이 바이트들을 여러 segment나 datagram에 담아 전송한다.

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TCP와 UDP 통신 방식의 차이

TCP (stream 기반 통신)

• TCP는 연결 지향적이고, 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장한다.
• 데이터는 packet 단위로 전송되지만, 연속적인 데이터 흐름(stream)으로 전송되기 때문에, stream이라고 불린다.
• 패킷들이 순차적으로 전송되고, 이를 수신한 후 다시 연속적인 데이터 흐름(stream)으로 복구된다.
• TCP는 전송된 segment들이 순서대로 도착하고, 손실되었을 경우 재전송이 이루어지는 방식
• Byte(Frame(Packet(Segment(Message))))

UDP (packet 기반 통신)

• UDP는 비연결형이고, 순서나 신뢰성이 보장되지 않는다.
• datagram이라는 packet 단위로 전송되며, 각 패킷은 독립적으로 처리가 이루어진다.
• UDP는 packet 기반 통신으로, 데이터가 연속적이지 않고 독립적으로 처리되기 때문에 stream 기반이라고 부를 수 없다.
• Byte(Frame(Packet(Datagram(Message))))

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정리

1. 소켓(Socket)은 네트워크에서 데이터를 송수신하기 위한 통로이며, IP와 포트 번호를 통해 연결을 설정한다.
2. 스트림(Stream)은 TCP에서 여러 packet이 연속적으로 전송되어 하나의 데이터 흐름을 형성하는 방식
3. 패킷(Packet)은 네트워크 계층에서 데이터를 송수신하는 기본 단위로, segment나 datagram을 담아서 전송합니다.
4. 세그먼트(Segment)는 TCP에서 사용되는 데이터 단위이며, 데이터의 순서와 신뢰성을 보장하기 위한 정보가 포함됩니다.
5. 데이터그램(Datagram)은 UDP에서 사용되는 데이터 단위로, 순서나 신뢰성이 보장되지 않습니다.
6. TCP는 stream 기반 통신으로 데이터를 연속적으로 전송하는 방식이며, UDP는 packet 기반 통신으로 독립적인 데이터 전송을 수행합니다.