UDP가 신뢰할 수 없다면 왜 사용합니까?

많은 애플리케이션의 경우 완벽한 전달보다 빠른 전달이 더 중요합니다. 실시간 음성 및 비디오는 가끔 발생하는 손실은 허용하지만 지연은 허용하지 않으며, DNS는 빠른 단일 교환 쿼리에서 이점을 얻고, 일부 애플리케이션은 자체 신뢰성 메커니즘을 구현합니다. UDP의 설정 부재와 혼잡 스로틀링 없음은 더 낮은 지연 시간과 더 많은 제어권을 제공합니다.

UDP는 IP 외에 다른 기능을 수행합니까?

네, 하지만 거의 없습니다. UDP는 데이터가 호스트의 올바른 애플리케이션 프로세스에 도달하도록 포트 번호(다중화 및 역다중화)를 추가하고, 손상을 감지하기 위한 선택적 체크섬을 제공합니다. 그 외에는 IP의 최선형, 비연결형 전달을 변경하지 않습니다.

UDP 및 비연결형 전송

사용자 데이터그램 프로토콜(UDP)은 인터넷의 경량 비연결형 전송 프로토콜로, IP의 최선형 서비스에 프로세스 다중화와 선택적 체크섬만을 추가하여 애플리케이션이 신뢰성 보장 대신 최소한의 오버헤드와 지연 시간을 얻을 수 있도록 합니다.

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Definition

사용자 데이터그램 프로토콜(UDP)은 최선형, 메시지 지향적 프로세스 간 전달을 제공하는 비연결형 전송 계층 프로토콜로, 네트워크 계층에 포트 기반 다중화와 선택적 체크섬을 추가하지만, 신뢰성, 순서 보장, 흐름 제어 또는 혼잡 제어를 제공하지 않습니다.

Scope

이 주제는 비연결형 전송에 대해 다룹니다: UDP 세그먼트 형식, 포트 번호를 통한 다중화 및 역다중화, 선택적 체크섬, 그리고 애플리케이션이 TCP 대신 UDP를 선택하는 이유 — 연결 설정 지연 없음, 혼잡 제어 스로틀링 없음, 전송 내용 및 시기에 대한 더 세밀한 제어, 그리고 패킷당 작은 오버헤드. 또한 일반적인 UDP 기반 애플리케이션과 신뢰성 또는 속도 제어와 같은 애플리케이션으로 이전되는 책임에 대해 살펴봅니다. TCP의 신뢰성 및 혼잡 제어 메커니즘은 제외합니다.

Core questions

UDP는 IP 위에 어떤 최소한의 서비스를 추가합니까?
UDP는 포트 번호를 사용하여 데이터를 어떻게 다중화하고 역다중화합니까?
애플리케이션이 TCP보다 UDP를 선호하는 이유는 무엇입니까?
신뢰성 및 속도 제어와 같은 어떤 책임이 UDP와 함께 애플리케이션으로 이전됩니까?
어떤 종류의 애플리케이션이 일반적으로 UDP를 사용합니까?

Key concepts

비연결형 서비스
데이터그램(메시지) 지향
UDP 세그먼트 형식
포트 기반 다중화/역다중화
선택적 체크섬
낮은 오버헤드 및 지연 시간
혼잡 제어 없음
애플리케이션 계층 신뢰성

Key theories

최소한의 비연결형 서비스: UDP는 IP의 최선형 데이터그램 서비스를 거의 변경 없이 애플리케이션에 노출하며, 포트별 다중화와 선택적 체크섬만을 추가합니다. 따라서 설정, 상태, 자동 복구가 없어 신뢰성 보장 대신 단순성과 낮은 지연 시간을 제공합니다.
애플리케이션 제어 전송: UDP는 TCP의 혼잡 제어 및 신뢰성을 피함으로써 애플리케이션에 타이밍과 재전송할 내용에 대한 직접적인 제어권을 부여합니다. 이는 실시간 및 사용자 정의 프로토콜에 적합하지만, 애플리케이션이 손실을 처리하고 네트워크 과부하를 피해야 할 의무를 지게 합니다.

Clinical relevance

UDP는 낮은 지연 시간이나 세밀한 제어가 보장된 전달보다 더 중요한 서비스의 기반이 됩니다: DNS 조회, 실시간 음성 및 비디오, 온라인 게임, 그리고 네트워크 관리. QUIC와 같은 새로운 전송 프로토콜은 TCP의 제약을 우회하면서 전송에 대한 제어권을 얻기 위해 UDP 위에 구축되었으며, 이는 비연결형 전송이 현대의 낮은 지연 시간 네트워킹의 핵심임을 보여줍니다.

History

UDP는 TCP와 IP가 별개의 프로토콜로 분리되었을 때 TCP의 메커니즘이 필요 없는 애플리케이션을 위한 최소한의 전송 프로토콜로 RFC 768(1980)에 명시되었습니다. 본질적으로 변경되지 않았으며, 지연 시간에 민감한 애플리케이션이 확산되고 개발자들이 QUIC 프로토콜을 포함한 새로운 전송 기능을 그 위에 구축함에 따라 그 역할이 커졌습니다.

Key figures

Jon Postel
James F. Kurose
Keith W. Ross

Seminal works

rfc768
kurose2021

Frequently asked questions

UDP가 신뢰할 수 없다면 왜 사용합니까?: 많은 애플리케이션의 경우 완벽한 전달보다 빠른 전달이 더 중요합니다. 실시간 음성 및 비디오는 가끔 발생하는 손실은 허용하지만 지연은 허용하지 않으며, DNS는 빠른 단일 교환 쿼리에서 이점을 얻고, 일부 애플리케이션은 자체 신뢰성 메커니즘을 구현합니다. UDP의 설정 부재와 혼잡 스로틀링 없음은 더 낮은 지연 시간과 더 많은 제어권을 제공합니다.
UDP는 IP 외에 다른 기능을 수행합니까?: 네, 하지만 거의 없습니다. UDP는 데이터가 호스트의 올바른 애플리케이션 프로세스에 도달하도록 포트 번호(다중화 및 역다중화)를 추가하고, 손상을 감지하기 위한 선택적 체크섬을 제공합니다. 그 외에는 IP의 최선형, 비연결형 전달을 변경하지 않습니다.