9. UDP 데이터그램 과 소켓

1. 9. UDP 데이터그램 과 소켓 2000. 6. 2 강 동 호 컴퓨터 네트워크 실험실

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

3. 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

4. 개 요 (Cont’d) • UDP • Connection-Less mode • Unreliable service • TCP • Connection-Oriented mode • Reliable service

5. 개 요 (Cont’d) • UDP 데이터그램 형식 32비트 근원지 포트 목적지 포트 길이 체크섬 데이터

6. 개 요 (Cont’d) • 자바의 UDP 구현에 필요한 클래스 • DatagramPacket • 데이터를 데이터그램이라는 UDP패킷에 채워 넣고, 도착한 데이터그램에서 데이터를 꺼낼수 있도록 한다. • DatagramSocket • 데이터를 보내고, 받는 역할을 한다.

7. 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.length보다 긴 DatagramPacket을 생성하려고 하면, lIIegalArgumentException 에러 발생)

8. DatagramPacket 클래스 (Cont’d) • 데이터를 수신하는 DatagramPacket 생성하기 import java.net.*; public class UDPReceiver { public static void main (String args[ ]) { byte[] buffer = new byte[8096]; DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buffer, buffer.length); } }

9. DatagramPacket 클래스 (Cont’d) • public DatagramPacket(byte buffer[ ], int length, InetAddress ia, int port) • 다른 호스트로 전송할 DatagramPacket 생성 • buffer[ ]: 전송할 데이터의 바이트 배열 • length: 버퍼의 길이(buffer.length보다 큰 length를 갖는 DatagramPacket을 생성하려고 하면, IllgalArgumentException이 발생한다.) • InetAddress ia: 패킷의 목적지 호스트 주소 • Port: 목적지 포트 번호

10. DatagramPacket 클래스 (Cont’d) • 데이터를 보내기 위해 DatagramPacket을 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) { } } }

11. get 메소드들 • 데이터그램의 정보 제공 • public InetAddress getAddress( ) • 원격호스트의 주소를 가진 InetAddress객체를 반환 • 임의의 네트워크로부터 수신된 것이라면, 데이터그램을 보낸 호스트의 주소를 반환 • 데이터그램을 전송하기 위해 로컬 호스트에서 생성된 것이라면, 데이터그램이 보내질 호스트의 주소를 반환

12. 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(String형)으로의 변환 • Public String(byte[] buffer, int high_byte, int start, int num_bytes) String s = new String(dp.getData(), 0, 0,dp.getLength()); //데이터그램에 들어있는 데이터가 아스키 텍스트일 경우

13. get 메소드들 (Cont’d) • 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

14. get 메소드들 (Cont’d) • 데이터 전송을 위한 DatagramPacket을 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())); }

15. DatagramSocket 클래스 • UDP에서 데이터그램을 보내거나 받을때 사용되는 유일한 소켓 클래스 • Public DatagramSocket( ) throws SocketException • 익명 포트에 바인드 되는 DatagramSocket을 생성 public static void main(String[] args) { try { DatagramSocket theClient = new DatagramSocket(); } }

16. 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 • 1024번 이하의 포트를 사용하려고 할때 • 소켓 생성 실패시 SocketException 발생

17. DatagramSocket 클래스 (Cont’d) 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 + "."); } } }}

18. DatagramSocket 클래스 (Cont’d) • 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 1.1에서만 지원

19. 데이터그램 주고 받기 • public void send(DatagramPacket dp) throws IOExecption • DatagramPacket이 생성되고, DatagramSocket이 열리면 소켓의 send() 메소드에 패킷을 넘김으로써 데이터를 전송할 수 있다. • theSocket.send(theOutput);

20. 데이터그램 주고 받기 (Cont’d) • Public void receive(DatagramPacket dp) throws IOException • 네트워크를 통해 수신된 UDP 데이터그램을 DatagramPacket객체로 변환한다.

21. 데이터그램 주고 받기 (Cont’d) • Public int getLocalPort() • 로컬기계에서 소켓이 귀를 기울이고 있는 포트의 번호를 int로 반환 • 익명 포트를 사용해서 DatagramSocket을 생성한 경우, 사용중인 포트 번호를 알고자 할 때 이 메쏘드를사용 하면 된다.

22. 데이터그램 주고 받기 (Cont’d) 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) { } } }

23. 데이터그램 주고 받기 (Cont’d) • Public synchronized void close( ) • 소켓이 사용하고 있는 포트의 해제 try { DatagramSocket theServer = new DatagramSocket(); theServer.close(); }

24. 소켓 옵션 (자바 1.1) • 자바1.1에서 데이터그램 소켓에 대해 지원이 되는 소켓 옵션은 SO_TIMEOUT뿐이다. • Public synchronized void setSoTimeout(int timeout) throws SocketException • 데이터그램 소켓의 SO_TIMEOUT필드에 값을 설정한다. • receive() 메쏟가 연결 요청 신화를 기다려야하는 시간을 milliseconds단위로 설정한다. • 설정된 시간이 지나면, InterruptedException이 발생한다. • 정해진 시간내에 응답이 와야 하는 보안관련 프로토콜 작성시에 사용된다.

25. 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"); }

26. 소켓 옵션 (자바 1.1) (Cont’d) • Public synchronized int getSoTimeout() throws IOException • getSoTimeout()메소드는 현재 DatagramSocket객체의 SO_TIMEOUT필드 값을 반환한다. int timeout = ds.getSoTimeout( );

27. 객체 메소드들 • Protected synchronized void finalize() • DatagramPacket 또는 DatagramSocket에 의해서 치환되는 java.lang.Object의 유일한 메소드 • DatagramSocket객체가 쓰레기 수거되기 전에 호출된다.

28. 추상화의 상위수준 • UDPClient • 데이터를 보내기 전에 바이트 배열을 DatagramPacket 객체로 변환할 필요가 없고, 데이터그램을 수신하기 위해 빈버퍼를 가진 DatagramPacket을 생성할 필요도 없다. • 인터넷 주소와 포트 번호를 인자로 넘김으로써 UDPClient객체를 생성한다.

29. 유용한 프로그램 • 호스트는 패킷의 IP헤더 부분을 조사해서 TCP 패킷 인지 UDP패킷 인지를 판별할수 있다. • TCP 서버와 UDP서버는 아무런 문제없이 같은 포트 번호를 공유할 수 있다.

30. 유용한 프로그램 (Cont’d) • 간단한 UDP 클라이언트 • 몇몇 인터넷 서비스는 클라이언트의 주소와 포트번호만을 필요로 한다. • 서버측에서는 데이터 그램내에 있는 데이터를 그냥 버린다. • daytime(13포트),quote(17포트) ,chargen(19포트)

31. 유용한 프로그램 (Cont’d) • UDP 서버 • 하나의 UDP 서버 클래스를 만들어, 특수한 프로토콜을 구현하는 서버는 서버 클래스로 만드는 개념

32. 유용한 프로그램 (Cont’d) • UDP echo 클라이언트 • echo 프로토콜을 UDP로 구현하기 어려운점 • I/O 스트림을 지원하지 않는다. • 연결이라는 개념이 존재하지 않는다. • UDP에서는 데이터를 보내고 받는 프로세스가 비동기적으로 이루어져야 한다. => Thread를 이용 • UDPEchoClient, echoInputThread, echoOutputThread 클래스로 구성된다.

33. 유용한 프로그램 (Cont’d) • UDPEchoClient 클래스 • 명령어 입력 라인에서 호스트이름을 읽어 들이고, 소켓 생성 후 echoInputThread 클래스, echoOutputThread클래스를 실행시킨다. • echoInputThread 클래스 • 사용자로 부터 입력을 한번에 한줄씩 읽어 들여, 이를 echo 서버에게 전송한다.

34. 유용한 프로그램 (Cont’d) • echoOutputThread 클래스 • 데이터그램이 도착할 때 까지 대기하다가 수신되면, 그것을 String으로 변환하여 출력한다.

35. 요 약 • DatagramPacket 클래스 • 데이터를 데이터그램이라는 UDP패킷에 채워 넣고, 도착한 데이터그램에서 데이터를 꺼낼 수 있도록 하기 위한 DatagramPacket 객체를 생성한다. • DatagramSocket 클래스 • 데이터그램을 송수신하기 위한 DatagramSocket 객체를 생성한다.