UDP (User Datagram Protocol)

UDP가 선택되는 이유

핵심 판단 기준은 "늦게 도착한 완전한 데이터와 제때 도착한 불완전한 데이터 중 무엇이 더 가치 있는가"이다. 실시간 음성이나 영상 통화에서 0.5초 전 프레임이 유실됐다면, 그것을 재전송받는 것보다 그냥 건너뛰고 최신 데이터를 보여 주는 편이 낫다. TCP는 유실된 조각이 도착할 때까지 이후 데이터를 애플리케이션에 주지 않으므로 오히려 끊김을 키운다. DNS처럼 요청과 응답이 각각 패킷 하나로 끝나는 통신에서는 핸드셰이크 비용 자체가 낭비이고, 응답이 없으면 다시 물으면 그만이다. 온라인 게임의 위치 갱신도 마찬가지로 최신 상태만 의미가 있으므로, 오래된 패킷을 애써 재전송받는 것이 무의미하다. 반면 UDP에는 혼잡 제어가 없어 무분별하게 쏟아 내면 네트워크를 해칠 수 있고, 발신지 주소를 위조해 작은 질의로 큰 응답을 피해자에게 보내게 하는 증폭 공격(amplification attack)에 악용되기도 하므로, 애플리케이션과 인프라 차원의 대책이 필요하다.

QUIC: UDP 위에 다시 세운 신뢰성

QUIC은 UDP 위에서 신뢰성, 순서 보장, 혼잡 제어, TLS 1.3 암호화를 모두 다시 구현한 전송 프로토콜로, HTTP/3의 기반이다. 굳이 UDP 위에 쌓은 이유는 새 전송 프로토콜을 IP 위에 직접 만들면 전 세계 라우터와 방화벽, 운영체제가 통과시켜 주지 않기 때문이다. 이미 어디서나 통하는 UDP를 통로로 삼고 그 위 로직은 사용자 공간 라이브러리로 구현하면, 운영체제 업데이트를 기다리지 않고도 프로토콜을 개선할 수 있다. QUIC은 스트림별 독립 전달로 TCP의 HOL 블로킹(Head-of-Line blocking)을 없앴고, 연결을 IP가 아닌 연결 ID로 식별해 와이파이에서 셀룰러로 바뀌어도 연결이 유지된다. 이런 이점 덕분에 주요 브라우저와 대형 서비스의 상당수 트래픽이 이미 HTTP/3로 전환되었다. UDP가 아무것도 하지 않는 프로토콜이기에 오히려 그 위에 무엇이든 세울 수 있었다는 점이 흥미로운 대목이다.

면접에서 이렇게 물어본다

• TCP와 UDP의 차이를 설명하고 각각 어떤 서비스에 적합한지 예를 들어 보라.
• 실시간 스트리밍이나 게임에서 UDP를 쓰는 이유를 TCP의 동작과 연결해 설명해 보라.
• DNS가 기본적으로 UDP를 쓰는 이유와 TCP로 전환되는 경우는 무엇인가.
• UDP 위에서 신뢰성이 필요하면 어떻게 해야 하는가. QUIC은 왜 UDP 위에 만들어졌는가.
• UDP의 비연결성이 보안 관점에서 만드는 위험에는 어떤 것이 있는가.