UDP

01무엇이고, 어떤 일을 하나

• 8바이트의 간단한 헤더로 독립된 메시지 경계를 유지하며 전송한다.
• 포트 번호로 DNS·DHCP 같은 서비스와 클라이언트 소켓을 구별한다.
• 체크섬으로 데이터와 의의사 헤더의 오류를 검출하되 오류 복구 정책은 상위에 맡긴다.

02어떤 순서로 동작하나

1. 응용의 송신 요청

   응용이 목적지 주소·포트와 한 데이터그램을 UDP 소켓에 넘긴다.

2. UDP·IP 헤더 구성

   송신 커널이 UDP 헤더와 IP 전달 정보를 구성해 출력 경로로 보낸다. UDP 자체는 수신 확인을 기다리는 연결 상태를 만들지 않는다.

3. 수신 소켓 선택

   수신 커널이 프로토콜·주소·포트 조건에 맞는 소켓을 찾고 데이터그램을 수신 큐에 넣는다.

4. 응용의 수신

   응용이 큐에서 데이터그램을 읽는다. 버퍼 크기와 API 동작에 따라 전체 메시지를 받을 수 있는지 달라진다.

03먼저 알아둘 용어와 구성요소

Datagram

UDP가 경계를 보존해 전달하는 하나의 메시지 단위다. 바이트 스트림인 TCP와 다르다.

UDP Length

UDP 헤더 8바이트와 데이터 길이를 합한 값이다. IP 헤더 길이는 포함하지 않는다.

Pseudo Header

체크섬 계산에 쓰는 IP 주소·프로토콜·길이 정보로 별도 전송 헤더가 아니다.

5-tuple

출발지 IP·목적지 IP·출발지 포트·목적지 포트·전송 프로토콜을 함께 사용하는 통신 식별 정보다.

Source Port

응답 대상이나 송신 응용의 식별 등에 사용하는 UDP의 16비트 출발지 포트 필드다.

Destination Port

수신 호스트에서 UDP 데이터그램을 전달할 응용을 구별하는 16비트 포트 필드다.

Pseudo-header

UDP 체크섬 계산에 추가하는 IP 주소·프로토콜·길이 정보다. 실제 UDP 헤더 앞에 별도 전송되는 헤더는 아니다.

04예제로 따라가기

• 192.0.2.1:10000에서 198.51.100.2:20000으로 ASCII ABC를 보낸다. 데이터는 41 42 43이고 UDP Length=8+3=11, 즉 0x000b다. 계산 워드는 c000 0201 c633 6402 0011 000b다. 주소는 네트워크 바이트 순서로 분할하고 0011은 0 바이트와 UDP Protocol=17을 합친 값이다.
• UDP 헤더는 2710 4e20 000b 0000이다. 데이터는 4142 4300으로 합산하며 마지막 00은 홀수 길이를 맞추는 계산용 값이다. 모든 워드를 더하고 캐리를 접으면 0xe5d1이다. 비트 반전한 0x1a2e가 Checksum에 들어가며, 이를 포함해 다시 더하면 0xffff가 된다.
• 이 예의 IP 헤더가 옵션 없는 20바이트이면 IP Total Length는 31바이트다. 계산용 패딩을 포함해 UDP Length=12나 IP 길이=32로 적으면 잘못된 헤더가 된다.

05혼동하기 쉬운 점과 확인 기준

• 목적지에서 해당 UDP 포트를 받는 소켓이 없으면 ICMP Port Unreachable이 돌아올 수 있다. ICMP가 정책상 차단되거나 제한되면 같은 상태가 단순 시간 초과로 보일 수 있다.
• 수신 버퍼가 가득 차면 도착한 데이터그램이 응용에 전달되지 못할 수 있다. 링크 수신량과 응용 수신 수의 차이를 시스템 UDP 드롭 통계와 연결한다.
• UDP는 요청 ID를 정의하지 않는다. DNS 등의 상위 프로토콜은 ID·질문·상대 주소를 이용해 응답을 짝짓고, 재시도·중복 처리·유효 기간을 자체적으로 관리한다.

06상세 노트 · 실습 자료

헤더 구조, 설정 예시, 수치 계산과 수업 캡처는 아래 노트에서 이어집니다.