9. UDP 데이터그램 과 소켓

1Computer Network Lab.

9. UDP 데이터그램 과 소켓

2000. 6. 2

강 동 호

컴퓨터 네트워크 실험실


목차 개요 DatagramPacket 클래스 DatagramSocket 클래스 데이터그램 수신과 송신 소켓 옵션 추상화의 상위수준 유용한 프로그램 요약


개 요

UDP(User Datagram Protocol) 데이터그램 비연결형 데이터 전달 서비스를 제공하는 전달 계층

프로토콜

신뢰성이나 데이터의 전달 순서를 보장하지 않는다 .

신뢰성보다 속도가 중요시 되는 데이터의 전송에 이용

TCP - 전화 , UDP - 편지


개 요 (Cont’d)

UDP

Connection-Less mode

Unreliable service

TCP

Connection-Oriented mode

Reliable service


개 요 (Cont’d)

UDP 데이터그램 형식

32 비트

데이터

길이 체크섬

근원지 포트 목적지 포트


개 요 (Cont’d)

자바의 UDP 구현에 필요한 클래스 DatagramPacket

데이터를 데이터그램이라는 UDP 패킷에 채워 넣고 , 도착한 데이터그램에서 데이터를 꺼낼수 있도록 한다 .

DatagramSocket 데이터를 보내고 , 받는 역할을 한다 .


DatagramPacket 클래스

public DatagramPacket(byte buffer[ ], int length)

데이터를 받기 위해 DatagramPacket 객체를 만드는 생성자

buffer[ ]: 데이터가 위치해 있는 바이트 배열

length: 버퍼의 길이 (buffer.length 보다 긴 DatagramPacket 을

생성하려고 하면 , lIIegalArgumentException 에러 발생 )


DatagramPacket 클래스 (Cont’d)

데이터를 수신하는 DatagramPacket 생성하기import java.net.*;

public class UDPReceiver {

public static void main (String args[ ]) {

byte[] buffer = new byte[8096];

DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);

}

}



public DatagramPacket(byte buffer[ ], int length, InetAddress ia, int port)

다른 호스트로 전송할 DatagramPacket 생성

buffer[ ]: 전송할 데이터의 바이트 배열

length: 버퍼의 길이 (buffer.length 보다 큰 length 를 갖는 DatagramPacket 을 생성하려고 하면 , IllgalArgumentException 이 발생한다 .)

InetAddress ia: 패킷의 목적지 호스트 주소

Port: 목적지 포트 번호



데이터를 보내기 위해 DatagramPacket 을 생성하기

import java.net.*;Public class UDPSender {Public static void main(String args[]) {String s = “this is a test.”;byte[] data = new byte[s.length()];S.getBytes(0, s.length(),data, 0);try {lnetAddress ia = lnetAddress.getByName(“sunsite.unc.edu”);Int port = 7;DatagramPacket = new DatagramPacket(data, data.length, ia, port);}Catch (UnknownHostException e) { } }}


get 메소드들

데이터그램의 정보 제공 public InetAddress getAddress( )

원격호스트의 주소를 가진 InetAddress 객체를 반환

임의의 네트워크로부터 수신된 것이라면 , 데이터그램을 보낸 호스트의 주소를 반환

데이터그램을 전송하기 위해 로컬 호스트에서 생성된 것이라면 , 데이터그램이 보내질 호스트의 주소를 반환


get 메소드들 (Cont’d)

public int getPort( )

원격기계의 데이터그램 포트 번호를 정수로 반환 public byte[] getData( )

데이터그램 안에 들어있는 데이터들을 바이트 배열로 반환

다른 데이터형 (String 형 ) 으로의 변환 Public String(byte[] buffer, int high_byte, int start, int num_byte

s)

String s = new String(dp.getData(), 0, 0,dp.getLength());

// 데이터그램에 들어있는 데이터가 아스키 텍스트일 경우



Public ByteArrayInputStream(byte[] buffer, int offset, int num_byte)

ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(dp.getData( ), 0, 0, dp.getLength( ));

DataInputStream dis = new DataInputStream(bis);

// 아스키 텍스트가 아닌 경우

Public int getLength( )

데이터의 바이트 수 반환



데이터 전송을 위한 DatagramPacket 을 생성하기 String s = "This is a test."; byte[] data = new byte[s.length()]; s.getBytes(0, s.length(), data, 0); try { InetAddress ia = InetAddress.getByName(“netwk.hannam.ac.kr"); int port = 7; DatagramPacket dp = new DatagramPacket(data, data.length, ia, port); System.out.println("This packet is addressed to " + dp.getAddress() + “ on port " + dp.getPort()); System.out.println("There are " + dp.getLength() + " bytes of data in the packet"); System.out.println(new String(dp.getData(), 0, 0, dp.getLength()));

}


DatagramSocket 클래스

UDP 에서 데이터그램을 보내거나 받을때 사용되는 유일한 소켓 클래스

Public DatagramSocket( ) throws SocketException

익명 포트에 바인드 되는 DatagramSocket 을 생성

public static void main(String[] args) {

try {

DatagramSocket theClient = new DatagramSocket();

} }


DatagramSocket 클래스 (Cont’d)

Public DatagramSocket(int port) throws SocketException

지정된 특정 포트에서 , 들어오는 데이터그램을 기다리는 DatagramSocket 생성

객체 생성 실패 원인 지정된 포트가 이미 사용중일 때 1024 번 이하의 포트를 사용하려고 할때

소켓 생성 실패시 SocketException 발생



Import java.net.*;

public class lookForLocalUDPPorts {

public static void main(String[ ] args) {

DatagramSocket theServer;

for (int i = 1024; i <= 65535; i++) {

try {

theServer = new DatagramSocket(i);

theServer.close();

}

catch (SocketException e) {

System.out.println("There is a server on port " + i + ".");

} } }}



Public DatagramSocket(int port, lnetAddress intf) throws SocketException 지정된 포트와 지정된 네트워크 인터페이스에서 들어오는

데이터그램을 위해 연결요청을 기다리는 소켓을 생성

Port: 소켓이 데이터그램을 위해 연결 요청을 기다리는 포트

Intf: 호스트의 네트워크 주소중의 하나에 대한 lnetAddress객체이다 .

자바 1.1 에서만 지원


데이터그램 주고 받기

public void send(DatagramPacket dp) throws IOExecption

DatagramPacket 이 생성되고 , DatagramSocket 이 열리면 소켓의 send() 메소드에 패킷을 넘김으로써 데이터를 전송할 수 있다 .

theSocket.send(theOutput);


데이터그램 주고 받기 (Cont’d)

Public void receive(DatagramPacket dp) throws IOException

네트워크를 통해 수신된 UDP 데이터그램을 DatagramPacket 객체로 변환한다 .



Public int getLocalPort()

로컬기계에서 소켓이 귀를 기울이고 있는 포트의 번호를 int 로 반환

익명 포트를 사용해서 DatagramSocket 을 생성한 경우 , 사용중인 포트 번호를 알고자 할 때 이 메쏘드를사용 하면 된다 .



import java.net.*;

public class getLocalPortExample {

public static void main(String[] args) {

try {

DatagramSocket ds = new DatagramSocket();

System.out.println("The DatagramSocket is on port " + ds.getLocalPort());

}

catch (SocketException e) {

}

}

}



Public synchronized void close( )

소켓이 사용하고 있는 포트의 해제try {

DatagramSocket theServer = new DatagramSocket();

theServer.close();

}


소켓 옵션 ( 자바 1.1)

자바 1.1 에서 데이터그램 소켓에 대해 지원이 되는 소켓 옵션은 SO_TIMEOUT 뿐이다 .

Public synchronized void setSoTimeout(int timeout) throws SocketException 데이터그램 소켓의 SO_TIMEOUT 필드에 값을 설정한다 . receive() 메쏟가 연결 요청 신화를 기다려야하는 시간을 millise

conds 단위로 설정한다 . 설정된 시간이 지나면 , InterruptedException 이 발생한다 . 정해진 시간내에 응답이 와야 하는 보안관련 프로토콜 작성시에

사용된다 .


소켓 옵션 ( 자바 1.1) (Cont’d)

try {

buffer = new byte[2056];

DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);

DatagramSocket ds = new ServerSocket(2048);

ds.setSoTimeout(30000);

try {

ds.receive(dp);

.....

}

catch (InterruptedExecption e) {

ds.close ();

System.err.println(" No connection within 30 seconds");

}


소켓 옵션 ( 자바 1.1) (Cont’d)

Public synchronized int getSoTimeout() throws IOException

getSoTimeout() 메소드는 현재 DatagramSocket객체의 SO_TIMEOUT 필드 값을 반환한다 .

int timeout = ds.getSoTimeout( );


객체 메소드들

Protected synchronized void finalize()

DatagramPacket 또는 DatagramSocket 에 의해서 치환되는 java.lang.Object 의 유일한 메소드

DatagramSocket 객체가 쓰레기 수거되기 전에 호출된다 .


추상화의 상위수준

UDPClient 데이터를 보내기 전에 바이트 배열을 DatagramPacket

객체로 변환할 필요가 없고 , 데이터그램을 수신하기 위해 빈버퍼를 가진 DatagramPacket 을 생성할 필요도 없다 .

인터넷 주소와 포트 번호를 인자로 넘김으로써 UDPClient객체를 생성한다 .


유용한 프로그램

호스트는 패킷의 IP 헤더 부분을 조사해서 TCP 패킷 인지 UDP 패킷 인지를 판별할수 있다 .

TCP 서버와 UDP 서버는 아무런 문제없이 같은 포트 번호를 공유할 수 있다 .


유용한 프로그램 (Cont’d)

간단한 UDP 클라이언트 몇몇 인터넷 서비스는 클라이언트의 주소와

포트번호만을 필요로 한다 .

서버측에서는 데이터 그램내에 있는 데이터를 그냥 버린다 .

daytime(13 포트 ),quote(17 포트 ) ,chargen(19 포트 )



UDP 서버 하나의 UDP 서버 클래스를 만들어 , 특수한 프로토콜을

구현하는 서버는 서버 클래스로 만드는 개념



UDP echo 클라이언트 echo 프로토콜을 UDP 로 구현하기 어려운점

I/O 스트림을 지원하지 않는다 . 연결이라는 개념이 존재하지 않는다 .

UDP 에서는 데이터를 보내고 받는 프로세스가 비동기적으로 이루어져야 한다 . => Thread 를 이용

UDPEchoClient, echoInputThread, echoOutputThread 클래스로 구성된다 .



UDPEchoClient 클래스 명령어 입력 라인에서 호스트이름을 읽어 들이고 ,

소켓 생성 후 echoInputThread 클래스 , echoOutputThread 클래스를 실행시킨다 .

echoInputThread 클래스 사용자로 부터 입력을 한번에 한줄씩 읽어 들여 ,

이를 echo 서버에게 전송한다 .



echoOutputThread 클래스 데이터그램이 도착할 때 까지 대기하다가 수신되면 ,

그것을 String 으로 변환하여 출력한다 .


요 약 DatagramPacket 클래스

데이터를 데이터그램이라는 UDP 패킷에 채워 넣고 , 도착한 데이터그램에서 데이터를 꺼낼 수 있도록 하기 위한 DatagramPacket 객체를 생성한다 .

DatagramSocket 클래스 데이터그램을 송수신하기 위한 DatagramSocket

객체를 생성한다 .

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