[http] TCP, UDP

이전 글에서는 IP 프로토콜이 무엇인지, 한계가 무엇인지 알아보았다.

이번에는 TCP, UDP에 대해 알아보자.

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인터넷 프로토콜 스택의 4계층

계층	프로토콜
애플리케이션	HTTP, FTP
전송	TCP, UDP
인터넷	IP
네트워크 인터페이스	랜카드, 랜드라이버

 

인터넷 프로토콜 계층은 위와 같이 나뉘지만,

좀 더 적게 구분시키면 애플리케이션 (http) -> OS(TCP,UDP,IP) -> 네트워크 인터페이스(랜카드)와 같이 나뉠수 있다.

 

그럼 이 계층들을 통과하는 예시로 메세지의 전송 순서를 나타내보자.

 

메세지 전송 순서

1. 프로그램이 hello, world! 메시지 생성
   
   • http 정보 생성
2. socket 라이브러리 통해 전달
   • 애플리케이션 계층 -> 전송 계층으로 이동
3. tcp 정보 생성, 메시지 데이터 포함
   
   • 전송 -> 인터넷 계층으로 이동
4. ip 패킷 생성, tcp 데이터 포함
   
   • 인터넷 -> 네트워크 계층으로 이동
5. 네트워크 인터페이스에서 eternet frame 정보 포함
   • 인터넷을 통해 데이터를 전송

 

최종적으로 전송 데이터에 포함된 정보

• http, tcp, ip, ethernet frame

 

IP 패킷에 들어있는 정보

• 출발지 ip, 목적지 ip, 전송 데이터
• ip 패킷

 

TCP/IP 패킷 정보

• IP 프로토콜의 부족한 점을 위해 추가적인 정보를 가짐
  1. 출발지 port, 목적지 port
  2. 전송제어, 순서, 검증 정보

 

TCP 특징

1. 전송 제어 프로토콜
2. 연결지향 - tcp 3 way handshake
   • 컴퓨터 꺼져있네? 연결 안해~
3. 데이터 전달 보증
   1. 데이터를 전송함.
   2. 데이터를 잘 받았다고 응답해줌
4. 순서 보장
   1. 패킷 1~3 순서로 전송
   2. 서버가 패킷 1,3,2 순서로 도착함.
   3. 패킷 2부터 다시 보내
      • 최적화가 따로 있을수는 있음

• TCP가 신뢰성이 보장되는 이유
  
  • 위와 같이 전송제어, 순서, 검증 정보가 포함돼서 신뢰성이 보장됨.

 

TCP 3 way handshake (연결)

1. syn (클라이언트 -> 서버)
2. syn+ack (서버 -> 클라이언트)
3. ack (클라이언트 -> 서버)
4. 데이터 전송

• syn: 접속 요청
• ack: 요청 수락
  • ack시에 데이터도 같이 전송
• 연결 지향을 한다는 의미는 중간 노드들은 데이터가 지나갔다는것에 대한 상태를 따로 가지지 않으므로
  논리적으로만 출발지, 도착지가 서로 연결됐다고 정한다.

 

TCP 4 way handshake (해제 - 해제에 대한 설명이 없어서 추가)

1. FIN (클라이언트 -> 서버)
2. ACK (서버 -> 클라이언트)
3. FIN (서버 -> 클라이언트, ACK 패킷과 함께 전달하여 3-way로 표현될 수 있음)
4. ACK (클라이언트 -> 서버)

• 이해 편의상 클라이언트, 서버라고 표시했지만
  커넥션을 끊을 주체(active close)와 해제를 요청받은 자(passive close)로 표현하는 것이 더 적절하다. 

UDP 특징

• 기능이 거의 없음
• 연결 지향도 아님 — tcp 3 way handshake x
• 데이터 전달 보증 x, 순서 보장 x
• port, 체크섬 정도만 추가
• 단순하고 빠름
• 애플리케이션에서 추가 작업 필요
• 최근에 각광을 받고 있음
• 왜?
  • 웹브라우저 http/3 스펙에서 더 최적화하면서 udp를 쓰는거를 시도해보고 있음

 

PORT

• 포트는 같은 ip 내의 애플리케이션들 사이에서 통신하기 위한 통로로 사용함.
• tcp/ip 패킷에 포함
  • 출발지 ip/port, 도착지 ip/port
• ip는 아파트라면 port는 동호수다.
• 포트는 0~65535 할당 가능
• 앞 번호대 포트는 기존에 사용하는게 많아서 사용하지 않는게 좋음

 

DNS

1. ip는 외우기 어려움
   • 142.250.207.78 (X) -> google.com (O)
2. ip는 변경될 수 있음
   • 도메인은 계속 사용 가능

• 도메인으로 서버를 찾는 방법
  • 클라이언트가 dns 서버에 도메인 명으로 호출함
  • DNS 서버에서 ip를 가져다 줌
  • 받은 ip로 메세지를 보냄.

 

내용 출처

• 모든 개발자를 위한 HTTP 웹 기본 지식