개요

1. 정의

UDP(User Datagram Protocol)는 비연결형(connectionless) 전송 계층 프로토콜로, 데이터를 데이터그램(datagram) 단위로 전송한다. 이는 TCP(Transmission Control Protocol)와는 달리 연결을 설정하지 않고 데이터를 송수신하는 방식이다.

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2. 특징

• 비연결형 (Connectionless)
  통신 전에 연결을 설정하지 않으며, 수신자의 응답 여부를 확인하지 않는다.

• 비신뢰성 (Unreliable)
  패킷의 손실(loss), 중복(duplication), 순서 뒤바뀜(out-of-order)에 대한 보장을 하지 않는다.

• 빠른 속도 (Low Latency)
  연결 설정 및 오류 제어 과정이 없으므로 전송 지연(latency)이 매우 낮다.

• 헤더가 작음 (Lightweight)
  UDP 헤더는 8바이트로 TCP보다 훨씬 작아 오버헤드가 적다.

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3. UDP 헤더 구조

UDP 헤더는 다음과 같은 필드들로 구성되며, 총 8바이트의 고정 크기를 가진다.

필드명	크기(Bytes)	설명
Source Port	2	송신자의 포트 번호
Destination Port	2	수신자의 포트 번호
Length	2	헤더 + 데이터 전체 길이
Checksum	2	오류 검출용 체크섬 (선택적 사용)

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4. 사용 예시

UDP는 다음과 같은 실시간성이 중요한 응용에서 널리 사용된다.

• VoIP (Voice over IP): 실시간 음성 통신
• 실시간 스트리밍: 영상이나 오디오의 라이브 전송
• 온라인 게임: 빠른 반응이 요구되는 게임 환경
• DNS (Domain Name System): 빠른 질의 응답이 중요한 시스템

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5. 비교: TCP vs UDP

항목	TCP	UDP
연결 방식	연결형 (Connection-Oriented)	비연결형 (Connectionless)
신뢰성	보장 (재전송, 순서, 흐름 제어 포함)	비보장 (손실, 순서 뒤바뀔 수 있음)
속도	느림	빠름
헤더 크기	최소 20바이트	8바이트
사용 예시	웹, 이메일, 파일 전송	스트리밍, 게임, DNS 등

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6. 수식적 표현

UDP에서는 다음과 같이 데이터그램 단위로 전송이 이루어진다.

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7. 정리

UDP는 신뢰성을 포기하고 속도와 단순성을 추구하는 프로토콜로, 오류 복구보다 빠른 전송이 중요한 경우에 적합하다. 응용 수준에서 신뢰성을 자체적으로 구현할 수 있으며, 네트워크 부하를 최소화하면서도 빠른 데이터 전달이 가능하다는 장점이 있다.