TCP와 UDP - cheoran

TCP/UDP 개요#

TCP(Transmission Control Protocol): 신뢰성 중심, 연결 지향
UDP(User Datagram Protocol): 지연 최소화, 비연결

TCP 특징#

연결 지향
신뢰성 보장 (순서/재전송)
흐름 제어/혼잡 제어
웹, 파일 전송에 적합

assets/tcp_header.png

TCP 헤더 요약

assets/header_annotations.png

헤더 필드 주석 예시

assets/tcp_options.png

TCP 옵션 대표 예시

3-way handshake#

assets/tcp_handshake.png

TCP 3-way handshake

왜 필요한가#

양쪽이 통신 준비가 되었는지 확인
초기 시퀀스 번호 동기화

TCP가 느리지만 안정적인 이유#

데이터가 도착했는지 확인하고, 빠진 부분은 다시 보내기 때문이다.

UDP 특징#

비연결
빠르지만 신뢰성 없음
실시간 스트리밍/VoIP/게임/통화에 적합

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UDP 헤더 요약

UDP가 빠른 이유#

확인 절차가 없어서 빠르지만, 손실이 생겨도 그대로 진행한다.

실습 1: TCP 핸드셰이크 관찰#

준비#

mac> sudo tcpdump -i en0 tcp port 80

실행#

tcpdump 실행
브라우저로 http://example.com 접속

예상 출력(요약)#

1
SYN
2
SYN, ACK
3
ACK

실습 2: UDP 테스트 (netcat)#

터미널 1#

lin> nc -u -l 9999

터미널 2#

lin> echo "hello" | nc -u 127.0.0.1 9999

예상 출력#

1
hello

TCP 혼잡 제어#

슬로우 스타트: 처음엔 천천히 전송량 증가
혼잡 회피: 임계치 넘으면 증가 속도 완화
패킷 손실 감지: 재전송/윈도우 축소

시퀀스 다이어그램 (3-way handshake)#

1
Client                Server
2
  | ---- SYN -------> |
3
  | <--- SYN,ACK ---- |
4
  | ---- ACK -------> |

OS별 실습: 연결 상태 확인#

macOS#

mac> netstat -an | grep ESTABLISHED | head -n 5

Windows#

win> netstat -an | find "ESTABLISHED"

Linux#

lin> ss -ant | head -n 5

슬라이딩 윈도우#

TCP는 송신/수신 윈도우 크기를 조절해 전송 효율을 최적화한다.

핵심 개념#

윈도우 크기가 크면 처리량이 좋아짐
네트워크 혼잡 시 윈도우를 줄여 안정성 확보

실전 사례#

사례 1: TCP 연결 느림 → 혼잡 제어/손실 영향.
사례 2: UDP 스트리밍 깨짐 → 손실/지터 영향.
사례 3: 재전송 급증 → 링크 품질 문제.

TCP/UDP 개요#

TCP 특징#

3-way handshake#

왜 필요한가#

TCP가 느리지만 안정적인 이유#

UDP 특징#

UDP가 빠른 이유#

실습 1: TCP 핸드셰이크 관찰#

준비#

실행#

예상 출력(요약)#

실습 2: UDP 테스트 (netcat)#

터미널 1#

터미널 2#

예상 출력#

TCP 혼잡 제어#

시퀀스 다이어그램 (3-way handshake)#

OS별 실습: 연결 상태 확인#

macOS#

Windows#

Linux#

슬라이딩 윈도우#

핵심 개념#

실전 사례#

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