UDP (User Datagram Protocol)
Overview
- 최소한의 프로토콜 메커니즘을 사용하는 비연결(connectionless) 통신 모델
- IP 네트워크의 다른 호스트로 datagram을 전송함
- 통신 채널이나 데이터 경로를 설정할 필요 없음
- 데이터 진실성(integrity)을 위해 checksum을 제공함
- datagram의 출발지와 목적지에 다른 함수를 처리하기 위한 port number를 제공함
- handshaking dialogue가 없음
- 신뢰 못하는 프로토콜
- 전달, 순서, 중복 보호에 대한 보장이 없음
- 에러 확인이나 정확성이 필요하지 않거나, 애플리케이션에서 이러한 처리를 하는 곳에 적합함
- UDP는 프토코콜 스택에서 이러한 처리의 과중을 피함
- 시간에 민감한 애플리케이션에서 UDP를 자주 사용함
- 재전송에 의해 지연되서 패킷을 기다리는 것보다 패킷내리는 것(drop)을 선호함
Attributes
-
UDP는 단순한 메세지 기반인 전송 계층 프로토콜임
-
UDP가 checksum을 통해 헤더와 페이로드의 진실성 확인을 제공하지만, 상위 계층 프로토콜에 메세지 전달 보장을 제공하지 않음
- UDP 계층은 메세지가 보낸 후에 메세지에 대한 상태를 유지하지 않기 때문임
- UDP 메세지의 신뢰성을 원한다면, 사용자 애플리케이션 계층에서 전송 신뢰성이 수행되어야 함
-
UDP의 특징들
- transaction-oriented
- datagram을 제공함
- 무상태(stateless)임
- IPTV와 같은 스트리밍 미디어 애플리케이션처럼 많은 수의 클라이언트들에게 적합함
- 재전송 지연이 없음
- Voice over IP, online games과 같이 실시간 스트리밍 프로토콜을 사용하는 실시간 애플리케이션에 적합함
- multicast를 지원함
Application
- UDP를 사용하는 인터넷 애플리케이션
- DNS (Domain Name System), SNMP(Simple Network Management Protocol), RIP (Routing Information Protocol), DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
- 음성과 비디오 트래픽은 일반적으로 UDP를 사용하여 전송됨
- 실시간 비디오/음성 스트리밍 프로토콜은 가끔 손실된 패킷을 처리하도록 고안되어 있음
- 때때로 손실되는 패킷에 의해 품질이 약간 떨어짐
- OpenVPN과 같은 VPN 시스템은 UDP를 사용하고, 신뢰성 있는 커넥션을 실행하면서 애플리케이션 계층에서 에러 체크를 함
- QUIC는 UDP를 기반으로 만들어진 전송 프로토콜임
- QUIC는 신뢰성 있고 보안된 커넥션을 제공함
- HTTP/3는 이전 HTTPS와 다르게 QUIC를 사용함
- TCP와 TLS에 대한 2개의 분리된 handshakes를 사용하기보다 커넥션을 설정하는 하나의 handshake를 사용함
- 커넥션을 연결하는데 걸리는 시간이 감소함
Comparison of UDP & TCP
| Attributes | TCP (Transmission Control Protocol) | UDP (User Datagram Protocol) |
|---|---|---|
| 프토코콜 | 연결기반(connection-oriented) 프로토콜 | 단순한 메세지 기반(message-oriented)인 비연결(connectionless) 프토토콜 |
| end to end communications | 설정해야 함 | 설정하지 않아도 됨 |
| 데이터 | byte stream으로써 읽혀짐 | datagram으로 패킷이 개별적으로 보내짐 |
| 데이터 전송 | 커넥션을 거쳐서 양방향으로 전송됨 | 출발지에서 목적지로 단방향으로 전송됨 |
| 데이터 순서 | 순서대로 재정렬되므로 순서를 보장할 수 있음 | 순서를 보장할 수 없음 |
| 처리 | 복잡함, 소켓 커넥션을 설정하기 위해 3개의 패킷이 필요함, 신뢰할 수 있음, 혼잡 제어, 흐름 제어를 다룸 | 단순함, 신뢰할 수 없음, 혼잡 제어, 흐름제어를 하지 않음 |
| 에러 체크 | timout, checksum, acknowledgement를 사용하여 error를 예방하고 수정함 | checksum만을 사용해서 error를 피함, error 수정 불가능함 |
| 속도와 효율성 | 지연시간이 김, 많은 리소스를 소모함 | connection이 빠르게 시작됨, 지연시간이 짧음, 더 적은 리소스를 소모함 |
| cast | unicast | unicast, multicast, broadcast |
| 애플리케이션 | 이미지, 웹페이지, 데이터 파일 등 데이터 진실성이 전송 속도 보다 중요한 애플리케이션에 적합함 | 정확성보다 전송 속도가 중요한 실시간 데이터 전송에 이상적임 |
