📌 UDP란?

UDP(User Datagram Protocol)는 데이터를 비연결적이고 신속하게 전송하기 위한 프로토콜입니다. UDP는 연결 설정과 종료 과정이 없으며, 데이터 전송의 순서와 신뢰성을 보장하지 않습니다. 이러한 특성으로 인해 단순하고 빠른 데이터 전송을 원할 때 주로 사용됩니다.

특징

비연결성: UDP는 연결 설정을 필요로 하지 않습니다. 데이터를 전송하기 위해 사전에 연결을 설정할 필요가 없으며, 데이터 전송 후에 연결을 종료하지 않습니다.

신속한 전송: UDP는 연결 설정 과정이 없고, 신뢰성을 보장하지 않기 때문에 데이터를 빠르게 전송할 수 있습니다.

데이터 순서 보장하지 않음: UDP는 데이터 전송 순서를 보장하지 않습니다. 따라서 패킷이 수신되는 순서대로 처리되지 않을 수 있습니다.

신뢰성 부족: UDP는 데이터 전송 중에 발생하는 패킷 손실이나 오류에 대한 복구 기능을 제공하지 않습니다.

작은 헤더 크기: TCP에 비해 UDP 헤더 크기가 작아서 오버헤드가 적습니다.

UDP는 비연결형 서비스이기 때문에, 연결을 설정하고 해제하는 과정이 존재하지 않습니다. 서로 다른 경로로 독립적으로 처리함에도 패킷에 순서를 부여하여 재조립을 하거나 흐름 제어 또는 혼잡 제어와 같은 기능도 처리하지 않기에 TCP보다 속도가 빠르며 네트워크 부하가 적다는 장점이 있지만 신뢰성있는 데이터의 전송을 보장하지는 못합니다. 그렇기 때문에 신뢰성보다는 연속성이 중요한 서비스 예를 들면 실시간 서비스(streaming)에 자주 사용됩니다.

UDP Header

Source port : 시작 포트
Destination port : 도착지 포트
Length : 길이
Checksum : 오류 검출

• 중복 검사의 한 형태로, 오류 정정을 통해 공간이나 시간 속에서 송신된 자료의 무결성을 보호하는 단순한 방법

UDP와 DNS

DNS는 도메인 이름을 IP 주소로 변환하거나, IP 주소를 도메인 이름으로 변환하는 서비스를 제공하는 프로토콜이며, 인터넷에서 주로 사용됩니다. DNS는 UDP를 기반으로 동작합니다.

DNS 특징

빠른 응답: DNS는 도메인 이름을 IP 주소로 변환하는 과정에서 매우 빠른 응답이 필요합니다. UDP의 비연결성과 낮은 오버헤드는 이러한 빠른 응답을 가능하게 합니다.

단순한 조회: DNS 조회(Query)는 일반적으로 작은 크기의 데이터를 전송하는 간단한 작업입니다. TCP와 같은 신뢰성을 보장하는 프로토콜을 사용할 필요가 없으며, 이러한 작은 데이터 패킷을 빠르게 전송하기 위해 UDP를 사용합니다.

많은 동시 요청: DNS 서버는 많은 클라이언트로부터 동시에 조회 요청을 받는 경우가 많습니다. UDP는 연결 설정과 해제에 드는 시간이 없으므로, 동시 요청에 대한 응답을 빠르게 처리할 수 있습니다.

왜 TCP가 아니라 UDP로 동작할까?
1. TCP가 3-way handshake를 사용하는 반면, UDP는 connection 을 유지할 필요가 없음.
2. DNS request는 UDP segment에 꼭 들어갈 정도로 작음. -> DNS query는 single UDP request와 server로부터의 single UDP reply로 구성되어 있음.
3. UDP는 not reliable이나, reliability는 application layer에 추가될 수 있음. (Timeout 추가나, resend 작업을 통해)

참고

• https://mangkyu.tistory.com/15
• https://gyoogle.dev/blog/computer-science/network/UDP.html