TCP와 UDP 프로토콜의 주요 차이점은 무엇입니까?

TCP와 UDP는 IP 위에서 실행되는 두 가지 주요 전송 계층 프로토콜입니다. 핵심 차이점: TCP는 연결 지향적이고 안정적인 반면, UDP는 연결이 없으며 "실행 후 잊어버리는" 방식으로 작동합니다.

TCP(RFC 9293)

• 연결 지향. 데이터를 전송하기 전에 엔드포인트는 3WHS(3방향 핸드셰이크)를 수행합니다: SYN → SYN-ACK → ACK, 초기 시퀀스 번호 동기화.
• 신뢰할 수 있고 질서정연합니다. 각 바이트는 시퀀스 번호를 갖습니다. 수신자는 승인(ACK)을 보내고, 손실된 세그먼트가 재전송되고, 데이터가 원래 순서로 재조립됩니다. 무결성은 체크섬으로 확인됩니다. RFC 9293에는 TCP가 "신뢰할 수 있는 순서대로 바이트 스트림 서비스를 제공한다"고 명시되어 있습니다.
• 바이트 스트림, 메시지 경계 없음. TCP는 구조화되지 않은 바이트 스트림을 전달합니다. 메시지 경계는 유지되지 않습니다(애플리케이션은 자체 메시지를 구성해야 함). 이와 대조적으로 UDP는 메시지 지향적입니다. 즉, 각 데이터그램은 개별적이고 완전한 단위로 전달되거나 전혀 전달되지 않습니다(1개의 sendto = 1개의 recvfrom).
• 흐름 및 정체 제어. TCP는 전송 속도를 조절하여 수신자나 네트워크를 압도하지 않습니다.
• 교환: 더 많은 오버헤드와 대기 시간, 더 큰 헤더 — 20~60바이트(옵션 없이 20바이트, MSS, 창 크기 조정, SACK와 같은 옵션을 통해 확장 가능).

UDP(RFC 768)

• 연결 없음. 핸드셰이크가 없습니다. 각 데이터그램은 독립적입니다.
• 보증 없음. RFC는 명시적으로 "전송 및 중복 보호는 보장되지 않습니다"라고 명시합니다. UDP는 손실, 중복 또는 순서가 잘못된 패킷을 복구하지 않습니다.
• 소스 포트, 대상 포트, 길이, 체크섬의 4개 필드만 있는 고정 8바이트 헤더.
• 이점: 낮은 대기 시간과 오버헤드, 브로드캐스트/멀티캐스트 지원.

언제 무엇을 사용하는가

• TCP: 웹(TCP를 통한 HTTP/HTTPS), 이메일, 파일 전송, SSH 등 데이터 무결성이 중요한 모든 곳에서 가능합니다.
• UDP: DNS 조회, 온라인 게임, VoIP, 라이브 비디오 스트리밍 — 단일 패킷 손실보다 속도가 더 중요합니다.

일반적인 후속 조치 사항

• UDP 자체는 데이터 순서를 지정하지 않지만 애플리케이션은 그 위에 자체 논리를 계층화할 수 있습니다(QUIC는 UDP를 통해 이 작업을 수행합니다).
• HTTP/3은 UDP를 통해 QUIC에서 실행되는 반면, HTTP/1.1 및 HTTP/2는 TCP를 통해 실행됩니다.
• UDP 체크섬은 IPv4에서는 기술적으로 선택 사항이지만(0 값은 "계산되지 않음"을 의미) IPv6에서는 필수입니다.