Datagram socket, Stream socket

Datagram Socket

비연결형(Connectionless) 소켓이며,
UDP(User Datagram Protocol) 기반
(UDP는 Transfort Layer의 프로토콜이며,
한 계층 아래의 IP 프로토콜과 유사한 특징을 가진다)

비신뢰성이 존재하기에
데이터가 손실될 수 있고, 순서가 보장되지 않을 수 있음

데이터그램은 ‘패킷’ 단위로 전송되며, 데이터의 경계를 유지

각 데이터그램은 독립적으로 처리되며, 수신 순서와 전송 순서가 일치하지 않을 수 있음

UDP는 연결 설정 과정이 없으며, 데이터를 보내고 받을 때마다
목적지 IP와 포트를 명시하여 데이터를 전송한다

UDP는 보통 패킷을 분할하지 않으나
데이터가 아주 큰 경우(MTU : Maximum Transmission Unit 이상)
패킷으로 분할되어 전송할 수 있음
(보통 65,507 바이트로 제한이며, 이보다 작아야 안정적)
(실제로 이렇게 최대 크기로 보내는 것은 드뭄)
(이더넷 프레임에서 1500바이트 로 제한되기에…)

보통 이러한 경우는 데이터가 손실될 수 있으며,
전송 순서가 보장되지 않기에 추가적인 구현이 필요함

UDP의 순서가 중요한 경우는
Application Layer에서 데이터 손실 혹은 순서 문제에 대한 처리를 구현해야 함

checksum 기능은 존재
-> 보내진 정보가 잘못되었는지 여부는 확인해야 하므로

IP와 같이 ‘best-effort’ 서비스를 제공
최선을 다하지만, 품질 보장 없음, 신뢰성 낮음….
(최선을 다한다? - 최적 경로 및 방법)

Stream Socket

연결형(Connection-oriented) 소켓이며,
TCP(Transmission Control Protocol) 프로토콜을 기반으로 작동

신뢰성이 높기에
데이터가 손실되거나 순서가 바뀌지 않음

연결 설정, 통신 종료를 위한 handshake 과정이 있어
신뢰성과 안정성이 높음

sequence 번호(그리고 ACK 번호)는 전송되는 데이터를 byte 단위로 트래킹

IP packet이 헤더 포함 64kb까지 이므로
TCP는 전송하는 데이터 양에 따라 IP packet 여러 개로 쪼개서 전송

수신 측에서는 여러 IP에 걸쳐있는 TCP segment를
sequence 번호를 이용해 결합해서 복원한다

이 때문에 TCP는 하나씩 끊겨서 전송되는 IP 위에서
마치 data가 연속으로 흐르는 것 같은 (stream) 환경을 지원

TCP는 특정 상대방을 가정하고 전송한 data의
byte 단위 sequence 번호, 어디까지 수신했는지 byte 단위의 ack 번호를 관리

통신 양 끝단(end-point)의 state를 관리하기에
stateful 하고 connection 기반

• 전송 제어
  전송 제어중 신경쓰는 요소는
  수신자의 여력(버퍼 크기) -> TCP header의 Window Size
  중간에 거쳐가는 게이트웨이(라우터)의 여력(버퍼 크기) -> 받았는지 여부(TCP header의 SEQ/ACK)
  

• TCP Window size
  상대방에게 자신이 얼마나 큰 데이터를 한 번에 받을 수 있는지 advertise 한다
  (receive window size)
  

  socket library로는 setsockopt 로 변경 가능
  

  그러나 여기서 advertise 된 window size 단위로 데이터가 전송되지 않고,
  혼잡 제어 알고리즘에 다른 window 크기와 비교하여 ‘작은 사이즈’로 전송