web, network 등 전송이 필요한 모든 곳에서 쓰이는 TCP, UDP에 대해 알아보자.

📤 Transport Layer

• 한 마디로 정의하면?

  • End Point 간 ****신뢰성있는 데이터 전송을 담당하는 계층.
  • 신뢰성 : 데이터를 순차적, 안정적으로 전달.
  • 전송 : 포트 번호에 해당하는 프로세스에 데이터 전달.
    • TCP와 UDP는 ‘포트 번호’라는 숫자를 이용하여 컴퓨터 안의 어떤 서비스(애플리케이션)에게 데이터를 전달하면 좋은지를 식별함.

• TCP와 UDP는 OSI 표준모델과 TCP/IP 모델의 전송계층에서 사용되는 프로토콜.

  

• 잠깐 전송 계층에 대해 설명하자면

  • 전송계층은 송신자와 수신자를 연결하는 통신 서비스를 제공하고 IP에 의해 전달되는 패킷의 오류를 검사하며 재전송 요구 제어등을 담당하는 계층.
  • 쉽게 말해 데이터의 전달을 담당.
  • TCP와 UDP는 포트 번호를 이용하여 주소를 지정하는것과 데이터 오류검사를 체크하는 두가지 공통점을 가지고 있음.
  • 정확성(TCP)을 추구할지 신속성(UDP)을 추구할지를 구분하여 나뉨.

• 전송 계층이 왜 필요한지 아직 모르겠다면

  • 데이터의 순차 전송이 원활하지 않음. ex) 송신자 1-2-3, 수신자 2-3-1
  • 송수신자 간의 데이터 처리 속도가 차이가 나기 때문에 발신자는 무한으로 전송할 수 있는 반면 수신자는 뇌처럼 처리할 수 있는 데이터량의 한계가 있어 초과할 위험이 있음.
  • 송수신자는 문제가 없지만 중간에 네트워크가 데이터를 늦게 처리한다면(네트워크가 혼잡하다면) 전송에 문제가 될 수 있음.
  • 결국 전송 계층이 없다면 데이터의 손실이 발생함.

🛡️ TCP

• 데이터를 중요하게 생각하여 확실히 주고받고 싶을 때는 TCP(Transmission Control Protocol)를 사용함.
• TCP는 통신할 컴퓨터끼리 보냈습니다, 도착했습니다라고 서로 확인 메시지를 보내면서 데이터를 주고받음으로써 통신의 신뢰성을 높임.
  • 이는 TCP의 가장 중요한 특징으로, 연결의 설정(3-way handshaking)과 해제(4-way handshaking)이 사용됨.
• TCP는 연결 지향적 프로토콜임.
  • 클라이언트와 서버가 연결된 상태에서 데이터를 주고받는 프로토콜을 의미.
  • 클라이언트가 연결 요청(SYN 데이터 전송)을 하고, 서버가 연결을 수락하면 통신 선로가 고정되고, 모든 데이터는 고정된 통신 선로를 통해서 순차적으로 전달.
  • 그렇기 때문에 TCP는 데이터를 정확하고 안정적으로 전달.
• TCP는 호스트간 신뢰성 있는 데이터 전달과 흐름을 제어함.
  • TCP는 패킷을 성공적으로 전송하면(ACK) 라는 신호를 날리고 만약에 ACK 신호가 제 시간에 도착하지 않으면 Timeout이 발생하여 패킷 손실이 발생한 패킷을 다시 전송.
  • 데이터를 송신할때마다 확인 응답을 주고받는 절차가 있으므로 통신의 신뢰성이 올라감.

<aside> 💡 앞서 언급한 전송 계층이 없다면 발생할 문제 데이터의 순차 전송 보장, 흐름 제어, 혼잡 제어를 해결할 수 있음.

</aside>

• 웹이나 메일, 파일 공유 등과 같이 데이터를 누락시키고 싶지 않은 서비스가 사용 중.

TCP 헤더

송수신자의 포트 번호와 제어 비트(Flag Bit)에 SYN, ACK, FIN 등의 제어 번호가 있음.

• SYN : 연결 설정 요구. TCP 에서 세션을 성립할 때 가장먼저 보내는 패킷, 시퀀스 번호를 임의적으로 설정하여 세션을 연결하는 데에 사용되며 초기에 시퀀스 번호를 보냄.
• ACK : 응답 번호 필드가 유효한지 설정할때 사용하며 상대방으로부터 패킷을 받았다는 걸 알려주는 패킷. 클라이언트가 보낸 최초의 SYN 패킷 이후에 전송되는 모든 패킷은 이 플래그가 설정되어야 함.