컴퓨터 네트워크 3장- 비연결형 트랜스포트: UDP

3.3 비연결형 트랜스포트: UDP

UDP는 트랜스포트 계층 프로토콜이 할 수 있는 최소 기능으로 동작한다.

• 다중화/역다중화 기능
• 간단한 오류 검사 기능

이외에는 IP에 아무것도 추가하지 않는다.

UDP는 트랜스포트 계층 프로토콜이 할 수 있는 최소한으로 움직인다.

다중화/역다중화와 간단한 오류검사 기능을 제외하면 IP에 아무것도 추가하지 않는다. TCP 대신 UDP를 선택했다면 애플리케이션은 거의 IP와 직접 통신한 것이다.

 

1. 애플리케이션 프로세스로부터 메시지를 가져와서
   다중화/역다중화 서비스에 필요한 출발지 포트 번호 필드와 목적지 포트 번호 필드를 첨부한다.
2. 출발지 호스트의 IP 주소 필드, 목적지 호스트의 IP 주소 필드를 추가한 후에
   최종 트랜스포트 계층 세그먼트를 네트워크 계층으로 넘겨준다.
3. 네트워크 계층은 트랜스포트 계층 세그먼트를 IP 데이터그램으로 캡슐화하고,
   세그먼트를 수신 호스트에게 전달한다.
4. 세그먼트가 수신 호스트에 도착한다면,
   UDP는 세그먼트의 데이터를 해당하는 애플리케이션 프로세스로 전달하기 위해 목적지 포트 번호를 사용한다.

UDP는 세그먼트를 송신하기 전에 송신 트랜스포트 계층 개체들과 수신 트랜스포트 계층 개체들 사이에 핸드셰이크를 사용하지 않는다. ->비연결형

 

 

DNS는 UDP를 사용하는 전형적인 애플리케이션 계층의 프로토콜의 예이다.

 

 

TCP 대신 UDP를 선택하는 이유는 다음과 같다.

무슨 데이터를 언제 보낼지에 대해서 애플리케이션 레벨에서 더 정교한 제어

UDP하에서 애플리케이션 프로세스가 데이터를 UDP로 전달하자마자 UDP는 데이터를 UDP 세그먼트로 만들고 그 세그먼트를 즉시 네트워크 계층으로 전달한다 

 

TCP: 혼잡제어 -> 목적지 호스트들과 출발지 호스트들 사이에 링크가 과도히 복잡해지면 TCP 송신자를 제한한다. 신뢰적인 전달을 위해 얼마나 시간이 걸리는지에 관계없이 목적지가 세그먼트 수신 여부를 확인응답할 때까지 데이터의 세그먼트를 재전송을 할 것이다.

 

실시간애플리케이션은 최소 전송율을 요구할 때도 있고 지나치게 지연되는 세그먼트 전송을 원하지 않으며 조금의 데이터손실은 허용하므로 UDP를 사용한다.

 

 

연결 설정이 없음

TCP는 데이터 전송을 시작하기 전에 세방향의 핸드세이크를 사용한다.

UDP는 공식적인 사전 준비없이 전송하기에 어떠한 지연도 없다. 이게 DNS가 TCP대신 UDP를 사용하는 이유다.

 

연결 상태가 없음

TCP는 종단 시스템에서 연결상태를 유지한다. 이 상태 정보가 혼잡제어에서 사용이 된다

UDP는 연걸상태를 유지하지 않으며 어떠한 것도 기록하지 않아서 조금 더 많은 액티브 클라이언트를 수용할 수 있다.

 

UDP의 단점

1.혼잡제어를 하지 않는다. -> 폭주할 때 혼잡제어를 해야하는게 그게 되지 않는다.

 

UDP를 통한 신뢰적인 데이터 전송

UDP도 신뢰적인 데이터 전송이 가능하다.

애플리케이션 자체에서 신뢰성을 제공한다면 UDP를 사용하면서 신뢰적인 데이터 전송이 가능해진다.

 

3.3.1 UDP 세그먼트 구조

 

 

3.3.2 UDP 체크섬

UDP 체크섬은 오류 검출을 위한 것이다. 

체크섬은 출발지로부터 목적지로 이동 하였을 때 UDP 세그먼트 안의 비트에 변경사항이 있는지 검사하는 것이다.

1. 송신자 측에서 세그먼트 안에 있는 모든 16비트 워드의 합산에 대해 다시 1의 보수를 수행하며, 합산 과정에 발생하는 overflow는 윤회식 자리올림(wrap around)을 한다.
2. 이 결과값이 UDP 세그먼트의 체크섬 필드에 삽입된다.
3. 수신자에서는 체크섬을 포함한 모든 16비트 워드들이 더해진다.
4. 만약 패킷에 어떤 오류도 없다면 수신자에서의 합은 1111111111111111이 되며,
   비트 중에 0이 하나라도 있다면 패킷에 오류가 발생했다는 것이다.

UDP는 왜 체크섬을 제공하는가?

출발지와 목적지 사이의 모든 링크가 오류 검사를 제공한다는 보장이 없기 때문.

따라서 세그먼트들이 정확하게 링크를 통해 전송되더라도 세그먼트가 라우터의 메모리에 저장될 때 비트오류가 발생할 수 있다.

주어진 링크 간의 신뢰성과 메모리의 오류 검사가 보장되지도 않고, 종단 간의 데이터 전송 서비스가 오류 검사를 제공해야 한다면 UDP는 종단 기반으로 트랜스포트 계층에서 오류 검사를 제공해야만 한다.

 

IP는 어떠한 2계층 프로토콜에서도 동작하므로 트랜스포트 계층은 안정장치로서 오류검사를 제공하는 것이 유용하다. 

 

UDP는 오류 검사를 제공하지만, 오류를 회복하기 위한 어떤 일도 하지 않는다.

손상된 세그먼트를 그냥 버리기도 하고, 경고와 함께 손상된 세그먼트를 애플리케이션에게 넘겨주기도 한다.