Datagram Socket과 Stream Socket

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Datagram Socket과 Stream Socket은 네트워크 통신 방식에 따라 소켓을 분류한 두 가지 종류이며, 각각은 UDP와 TCP를 기반으로 두고 있음

네트워크 통신 방식에 따라 소켓을 분류한 두 가지 종류 Datagram Socket과 Stream Socket을 알려줄게

Datagram Socket (UDP 기반)

  • 기반 프로토콜 : UDP (User Datagram Protocol)

  • 연결 방식 : 비연결형 (Connectionless)

  • 특징 :

    • 비연결형 : 연결 없이 바로 데이터 전송

    • 신뢰성 없음 : 순서 보장 X, 재전송 X, 확인 응답 X

    • 오버헤드 작음 : 빠르고 단순

  • 용도 예시 :

    • 스트리밍 (비디오/오디오)

    • 실시간 게임

    • DNS 요청

예제 : C에서의 예시 (Datagram Socket)

int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);  // SOCK_DGRAM이 핵심

Datagram Socket (UDP)의 내부 동작

  • Data를 전송하면, 해당 data는 Datagram(데이터그램)으로 만들어짐

  • 각 Datagram은 독립적으로 처리됨(순서/재전송 신경 안 씀)

  • 수신 측이 없어도 전송은 진행됨

전송 성공 여부는 알 수 없음

예제 : Data 전송 예

// 송신자
sendto(sockfd, msg, len, 0, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));

// 수신자
recvfrom(sockfd, buf, BUFLEN, 0, (struct sockaddr *)&from, &fromlen);

sendto나 recvfrom에서 연결 상태를 유지하지 않고 주소를 직접 지정함

Stream Socket (TCP 기반)

  • 기반 프로토콜 : TCP (Transmission Control Protocol)

  • 연결 방식 : 연결형 (Connection-oriented)

  • 특징 :

    • 연결지향형 : 먼저 연결을 설정한 후 데이터를 주고받음, 통신 전에 연결(3-way handshake) 필요

    • 신뢰성 : 순서 보장, 오류 검출, 재전송

    • 흐름 제어 : 수신자가 감당할 수 있을 만큼만 전송

    • 혼잡 제어 : 네트워크 상황에 따라 전송 속도 조절

    • 속도는 느릴 수 있지만 신뢰성 높음

  • 용도 예시 :

    • 웹 서비스 (HTTP)

    • 이메일 (SMTP)

    • 파일 전송 (FTP)

예제 : C에서의 예시 (Stream Socket)

int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  // SOCK_STREAM이 핵심

Stream Socket (TCP)의 내부 동작 + TCP 연결 설정 : 3-way handshake

3way handshake는 양쪽 통신자가 연결을 동기화하고 준비됐는지 확인하는 과정

과정 요약

  1. client → server : SYN 플래그 세팅된 패킷 전송 (연결 요청)

  2. server → client : SYN + ACK 패킷 전송 (요청 수락 + 서버도 연결 요청)

  3. client → server : ACK 전송 (서버의 연결 수락)

이 과정을 거친 뒤 양쪽 모두 연결이 되었고, 데이터를 주고받을 수 있어

예시 흐름

단계송신자수신자내용
1ClientServerSYN, seq = x
2ServerClientSYN + ACK, seq = y, ack = x+1
3ClientServerACK, seq = x+1, ack = y+1

TCP 데이터 전송

  1. 데이터는 스트림(stream)으로 보내짐. 내부적으로 작은 단위로 나뉘어 전송됨.

  2. 각 패킷은 시퀸스 번호(sequence number)를 가짐

  3. 수신자는 받은 순서대로 조립하고, ACK로 확인 메시지 보냄

  4. 손실되면 재전송함

TCP 연결 종료 : 4-way handshake

단계전송인자설명
1A → BFINA가 종료 요청
2B → AACKB가 확인
3B → AFINB도 종료 요청
4A → BACKA가 확인하고 종료

비교 요약

항목Datagram Socket (UDP)Stream Socket (TCP)
연결 여부비연결 (Connectionless)연결 (Connection-oriented)
연결 과정없음3-way handshake 필요
오류 처리없음ACK + 재전송
신뢰성낮음높음
Data 순서 보장안됨됨(시퀸스 번호로 순서 보장)
속도빠름상대적으로 느림
오버헤드작음큼
사용 예시실시간 전송, DNS 등웹, 이메일, 파일 전송 등

© 2022 JeongHwan Yun.