[네트워크] UDP, 신뢰적 데이터 전송, TCP

UDP

𝙌. UDP에 대해 설명해주세요.

UDP는 비연결형 프로토콜로 3-way handshake 등의 세션 수립 과정이 없습니다.

또한 비신뢰성 프로토콜로 흐름제어, 오류제어, 혼잡 제어를 제공하지 않습니다.

이러한 단순성 덕분에 적은 양의 오버헤드를 갖고 수신여부를 확인하지 않아서 속도가 빠릅니다

 

실시간성이 중요한 통신(동영상 스트리밍 등)에 주로 사용됩니다.

𝙌. UDP의 장단점을 설명해 주세요.

비연결형 서비스이므로 TCP에 비해 속도가 빠르며 네트워크 부하가 적습니다.

1:1, 1:N, N:N 통신이 가능합니다.

 

데이터의 신뢰성이 없습니다.

𝙌. UDP 체크섬에 대해 설명해주세요.

UCP 체크섬은 UDP 패킷의 무결성을 검사하기 위한 방법입니다.

UDP는 비연결형 프로토콜이기때문에 데이터그램이 손실되거나 손상될 수 있습니다.

이러한 문제를 방지하고 데이터그램의 무결성을 보장하기 위해 UDP 체크섬을 사용합니다.

 

체크섬은 송신할 세그먼트를 16비트 단위로 나누고,이제 이 체크섬을 세그먼트와 같이 전송 합니다.

헤더의 체크섬과 일치 하는지 비교함으로써

수신된 세그먼트의 오류를 검출할 수 있습니다.

수신자는 수신된 세그먼트에 대해 동일한 방식으로 체크섬을 만들고

모두 더한 다음 1의 보수를 취해서 만들어 집니다.

만약 체크섬 값이 일치하지 않으면 수신자는 해당 패킷을 무시하거나 재요청하는 등의 조치를 취할 수 있습니다.

 

UDP 체크섬은 데이터 무결성을 확인하는 간단한 방법으로 사용되며,

신뢰성과 보안을 보장하지는 않습니다.

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신뢰적 데이터 전송의 원리

𝙌. 전송후 대기 프로토콜이 뭘까요?

패킷을 전송하고 그 패킷에 대한 수신 확인 응답을 받고나서, 다음 패킷을 전송하는 방식 입니다.

이러한 방식은 네트워크 링크 이용률이 낮아 속도가 느리다는 단점이 있습니다.

𝙌. 파이프라인 프로토콜이 뭘까요?

전송한 패킷에 대한 수신 확인 응답을 받지 않고도, 여러 개의 패킷을 연속으로 전송하여

링크 이용률과 전송 속도를 높이는 프로토콜 입니다.

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TCP

𝙌. TCP에 대해 설명해주세요.

TCP는 연결형, 신뢰성 전송 프로토콜 입니다.

연결지향적 서비스를 제공하기 위해 데이터를 전송하기 전에 3way handsaking을 하여

두 호스트의 전송 계층 사이에 논리적 연결을 설립합니다.

신뢰성 있는 서비스를 제공하기 위해 오류제어, 흐름제어, 혼잡제어 등을 실행합니다.

신뢰성을 보장하기 위해서 header가 더 크고 속도가 비교적 느리다는 단점이 있습니다.

 

신뢰성이 중요한 통신(HTTP, File 전송 등)에 주로 사용됩니다.

𝙌. 3 way handshake에 대해 설명해주세요.

3-way handshake는 TCP/IP 프로토콜로 통신하기 전,

정확한 정보 전송을 위해 상대방 컴퓨터와 세션을 수립하는(연결을 하는) 과정입니다. (Connection setup, TCP 연결 초기화)

 

클라이언트가 서버에게 접속을 요청하는 SYN 패킷을 보내면,

서버는 요청을 수락하는 ACK를 포함하여 SYN+ACK 패킷을 클라이언트에게 발송합니다.

클라이언트가 이것을 수신한 후, 다시 ACK를 서버에게 발송하면 연결이 이루어지고,

이로써 데이터를 주고받을 수 있게됩니다.

TCP 통신은 아래와 같은 3단계의 과정을 거칩니다.

1. Connection setup (tcp 연결 초기화) - 3way handshaking
2. Data transfer (데이터 전송)
3. Connection termination (tcp 연결 종료) - 4way handshaking

𝙌. 4 way handshake에 대해 설명해주세요.

3-way handshake를 통해 Connection setup을 했다면

tcp 연결을 종료하는 Connection termination 과정은 4-way handshaking을 통해 이루어집니다.

TCP connection termination은 양방향으로 2개의 연결이 독립적으로 닫히기 때문에 4-way 단계를 밟게 됩니다.

FIN -> ACK -> FIN -> ACK

𝙌.  Fast Retransmit ( TCP 빠른 재전송 )에 대해서 설명해주세요.

혼잡제어 방법 중 하나로 

패킷을 받는 쪽에서 먼저 도착해야할 패킷이 도착하지 않고 다음 패킷이 도착한 경우에도 ACK 패킷을 보냅니다.

단 순서대로 잘 도착한 마지막 패킷의 다틈 패킷 순번을 ACK 패킷에 실어 보내게 되므로,

중간에 하나가 손실되게 되면 송신 측에서는 순번이 중복된 ACK 패킷을 받게 됩니다.

 

중복된 순번의 패킷을 3개 받으면 재전송을 하게 되며,

약간의 혼잡한 상황이 일어난 것이므로 혼잡한 상황을 감지하고 Window size를 줄이게 됩니다

𝙌. Congestion control ( 혼잡 제어 )에 대해 설명해주세요.

혼잡제어는 TCP의 전송 제어 기업 중 하나입니다.

송신측의 데이터 전달과 네트워크 상의 데이터 처리 속도 차이를 해결하기 위한 기법으로,

송신측에서 보내는 데이터 전송 속도를 제어합니다.

𝙌. Flow control ( 흐름 제어 ) 에 대해 설명해주세요.

흐름제어는 TCP의 전송 제어 기법 중 하나입니다.

데이터를 보내는 속도와 데이터를 받는 속도의 균형을 맞추는 것을 뜻합니다.

 

슬라이딩 윈도우 방식을 사용합니다.

𝙌. Error control ( 오류 제어) 에 대해 설명해주세요.

오류제어는 통신 도중에 데이터가 유실되거나 잘못된 데이터가 수신되었을 경우 대처합니다.

 

Go Back N 기법과 Selective Repeat 기법을 사용하며,

이는 TCP header의 checksum, 확인응답, 타임-아웃 등을 통해 수행됩니다.

 

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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#%F0%9F%93%B5_%EC%98%A4%EB%A5%98_%EC%A0%9C%EC%96%B4error_control