Datagram Socket과 Stream Socket: UDP와 TCP 소켓 비교

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네트워크 통신 방식에 따라 소켓은 크게 두 종류로 나뉜다. UDP 기반의 Datagram Socket과 TCP 기반의 Stream Socket이다.

1. Datagram Socket (UDP 기반)

항목 내용
기반 프로토콜 UDP (User Datagram Protocol)
연결 방식 비연결형 (Connectionless)
신뢰성 없음 — 순서 보장 X, 재전송 X, 확인 응답 X
오버헤드 작음 (빠르고 단순)
용도 스트리밍(비디오/오디오), 실시간 게임, DNS 요청

C에서는 socket()의 두 번째 인자에 SOCK_DGRAM을 넘긴다.

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

내부 동작

  • 데이터를 전송하면 데이터그램(Datagram) 단위로 만들어진다
  • 각 데이터그램은 독립적으로 처리된다 (순서·재전송을 신경 쓰지 않음)
  • 수신 측이 없어도 전송은 진행되므로, 전송 성공 여부를 알 수 없다

연결 상태를 유지하지 않고 sendto/recvfrom에서 주소를 직접 지정한다.

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

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

2. Stream Socket (TCP 기반)

항목 내용
기반 프로토콜 TCP (Transmission Control Protocol)
연결 방식 연결형 (Connection-oriented) — 통신 전 3-way handshake 필요
신뢰성 높음 — 순서 보장, 오류 검출, 재전송
흐름 제어 수신자가 감당할 수 있는 만큼만 전송
혼잡 제어 네트워크 상황에 따라 전송 속도 조절
용도 웹 서비스(HTTP), 이메일(SMTP), 파일 전송(FTP)

속도는 느릴 수 있지만 신뢰성이 높다. C에서는 SOCK_STREAM을 넘긴다.

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

2-1. 연결 설정: 3-way handshake

3-way handshake는 양쪽 통신자가 연결을 동기화하고 준비됐는지 확인하는 과정이다.

단계 송신자 수신자 내용
1 Client Server SYN, seq = x (연결 요청)
2 Server Client SYN + ACK, seq = y, ack = x+1 (수락 + 서버도 연결 요청)
3 Client Server ACK, seq = x+1, ack = y+1 (서버의 수락 확인)

이 과정을 거치면 양쪽 모두 연결이 성립되어 데이터를 주고받을 수 있다.

2-2. 데이터 전송

  1. 데이터는 스트림(stream) 으로 보내지며, 내부적으로 작은 단위로 나뉘어 전송된다
  2. 각 패킷은 시퀀스 번호(sequence number) 를 가진다
  3. 수신자는 받은 데이터를 순서대로 조립하고, ACK로 확인 메시지를 보낸다
  4. 손실된 패킷은 재전송한다

2-3. 연결 종료: 4-way handshake

단계 전송 플래그 설명
1 A → B FIN A가 종료 요청
2 B → A ACK B가 확인
3 B → A FIN B도 종료 요청
4 A → B ACK A가 확인하고 종료

3. 비교 요약

항목 Datagram Socket (UDP) Stream Socket (TCP)
연결 여부 비연결 (Connectionless) 연결 (Connection-oriented)
연결 과정 없음 3-way handshake 필요
오류 처리 없음 ACK + 재전송
신뢰성 낮음 높음
순서 보장 안 됨 됨 (시퀀스 번호 기반)
속도 빠름 상대적으로 느림
오버헤드 작음 큼
사용 예시 실시간 전송, DNS 등 웹, 이메일, 파일 전송 등

© 2022 JeongHwan Yun.