UDP와 포트¶

개요¶

이 문서에서는 UDP(User Datagram Protocol)와 포트 번호의 개념을 다룹니다. TCP와 대비되는 UDP의 특징을 이해하고, 전송 계층에서 포트가 어떻게 사용되는지 학습합니다.

난이도: ⭐⭐ 예상 학습 시간: 2시간 선수 지식: 10_TCP_Protocol.md

목차¶

UDP의 특징
UDP 헤더 구조
TCP vs UDP 비교
포트 번호의 개념
포트 번호 범위
소켓
연습 문제
다음 단계
참고 자료

1. UDP의 특징¶

1.1 UDP 기본 개념¶

UDP(User Datagram Protocol)는 간단하고 빠른 전송을 위한 비연결형 프로토콜입니다.

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                       UDP 특징                                   │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                                  │
│  1. 비연결 (Connectionless)                                     │
│     - 연결 설정/해제 과정 없음                                  │
│     - 핸드셰이크 없이 바로 데이터 전송                          │
│                                                                  │
│  2. 비신뢰성 (Unreliable)                                       │
│     - 전달 보장 없음                                            │
│     - 순서 보장 없음                                            │
│     - 재전송 없음                                               │
│                                                                  │
│  3. 빠른 전송 (Fast)                                            │
│     - 최소한의 오버헤드                                         │
│     - 연결 설정 지연 없음                                       │
│                                                                  │
│  4. 단순함 (Simple)                                             │
│     - 작은 헤더 (8 bytes)                                       │
│     - 상태 유지 불필요                                          │
│                                                                  │
│  5. 브로드캐스트/멀티캐스트 지원                                │
│     - 다수에게 동시 전송 가능                                   │
│                                                                  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

1.2 UDP 동작 방식¶

UDP 데이터 전송

┌─────────────────┐                    ┌─────────────────┐
│     송신자      │                    │     수신자      │
│                 │                    │                 │
│  Application    │                    │  Application    │
│      │          │                    │      ▲          │
│      ▼          │                    │      │          │
│  ┌───────────┐  │                    │  ┌───────────┐  │
│  │   UDP     │  │     Datagram 1     │  │   UDP     │  │
│  │           │──┼────────────────────┼─►│           │  │
│  │ No state  │  │     Datagram 2     │  │ No state  │  │
│  │ No ACK    │──┼────────────────────┼─►│ No ACK    │  │
│  │           │  │     Datagram 3     │  │           │  │
│  │           │──┼─────────X (손실)   │  │           │  │
│  └───────────┘  │                    │  └───────────┘  │
│                 │                    │                 │
└─────────────────┘                    └─────────────────┘

특징:
- 각 데이터그램은 독립적
- 손실되어도 재전송 없음
- 애플리케이션이 신뢰성 처리

1.3 UDP 사용 사례¶

UDP가 적합한 경우:

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 1. 실시간 스트리밍                                              │
│    - 동영상, 음성 통화 (VoIP)                                   │
│    - 약간의 패킷 손실보다 지연이 더 문제                        │
│                                                                  │
│ 2. 게임                                                         │
│    - 빠른 응답이 중요                                           │
│    - 예전 위치 정보는 의미 없음                                 │
│                                                                  │
│ 3. DNS 쿼리                                                     │
│    - 단일 요청/응답                                             │
│    - 연결 설정 오버헤드 불필요                                  │
│                                                                  │
│ 4. DHCP                                                         │
│    - 브로드캐스트 필요                                          │
│                                                                  │
│ 5. IoT / 센서 데이터                                            │
│    - 대량의 소규모 메시지                                       │
│    - 일부 손실 허용 가능                                        │
│                                                                  │
│ 6. SNMP (네트워크 관리)                                         │
│    - 간단한 요청/응답                                           │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

1.4 UDP의 장단점¶

장점	단점
빠른 전송 속도	전달 보장 없음
적은 오버헤드	순서 보장 없음
연결 설정 불필요	혼잡 제어 없음
멀티캐스트 지원	흐름 제어 없음
서버 부하 적음	보안 취약 (스푸핑)

2. UDP 헤더 구조¶

2.1 UDP 헤더 형식¶

 0                   1                   2                   3
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|          Source Port          |       Destination Port        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|            Length             |           Checksum            |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                             Data                              |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

총 헤더 크기: 8 bytes (64 bits)

2.2 헤더 필드 설명¶

필드	크기	설명
Source Port	16 bits	송신자 포트 번호 (선택사항, 0 가능)
Destination Port	16 bits	수신자 포트 번호
Length	16 bits	UDP 헤더 + 데이터 전체 길이 (최소 8)
Checksum	16 bits	오류 검출 (IPv4에서 선택, IPv6에서 필수)

2.3 UDP 체크섬 계산¶

UDP 체크섬은 Pseudo Header를 포함하여 계산

Pseudo Header (IPv4):
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                       Source IP Address                         │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                    Destination IP Address                       │
├────────────────┬─────────────────┬──────────────────────────────┤
│    Zero (8)    │  Protocol (17)  │        UDP Length            │
└────────────────┴─────────────────┴──────────────────────────────┘

체크섬 계산 범위:
1. Pseudo Header
2. UDP Header
3. UDP Data

목적:
- IP 헤더의 주소 정보가 변조되지 않았는지 확인
- 데이터 무결성 검증

2.4 UDP vs TCP 헤더 비교¶

TCP 헤더 (20-60 bytes):
┌────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Src Port│Dst Port│  Seq Number  │  Ack Number  │Offset│Flags  │
│ Window  │Checksum│Urgent Pointer│    Options   │      │       │
└────────────────────────────────────────────────────────────────┘

UDP 헤더 (8 bytes):
┌────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Src Port│Dst Port│   Length    │   Checksum   │               │
└────────────────────────────────────────────────────────────────┘

차이점:
- TCP: 시퀀스 번호, ACK, 플래그, 윈도우, 옵션 등 포함
- UDP: 최소한의 정보만 포함 (포트, 길이, 체크섬)

3. TCP vs UDP 비교¶

3.1 상세 비교표¶

특성	TCP	UDP
연결 방식	연결 지향 (3-way handshake)	비연결
신뢰성	신뢰성 보장 (재전송)	비신뢰성 (Best Effort)
순서	순서 보장 (시퀀스 번호)	순서 미보장
흐름 제어	슬라이딩 윈도우	없음
혼잡 제어	Slow Start, AIMD 등	없음
헤더 크기	20-60 bytes	8 bytes
전송 단위	Segment	Datagram
통신 형태	1:1	1:1, 1:N, N:N
속도	상대적 느림	빠름
오버헤드	높음	낮음

3.2 사용 시나리오 비교¶

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                      프로토콜 선택 기준                          │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                                  │
│  TCP 선택:                                                      │
│  ┌───────────────────────────────────────────────────────────┐  │
│  │ • 데이터 무결성이 중요 (파일 전송, 이메일)               │  │
│  │ • 순서가 중요 (웹 페이지, 데이터베이스)                  │  │
│  │ • 연결 상태 관리 필요                                    │  │
│  │ • 재전송이 필수적                                        │  │
│  └───────────────────────────────────────────────────────────┘  │
│                                                                  │
│  UDP 선택:                                                      │
│  ┌───────────────────────────────────────────────────────────┐  │
│  │ • 실시간성이 중요 (스트리밍, 게임)                       │  │
│  │ • 약간의 손실 허용 가능                                  │  │
│  │ • 단순한 요청/응답 (DNS)                                 │  │
│  │ • 브로드캐스트/멀티캐스트 필요                           │  │
│  │ • 자체 신뢰성 메커니즘 구현                              │  │
│  └───────────────────────────────────────────────────────────┘  │
│                                                                  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

3.3 프로토콜별 주요 사용 예¶

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                          TCP 사용                                │
├───────────────────────────┬─────────────────────────────────────┤
│ HTTP/HTTPS (80/443)       │ 웹 브라우징                         │
│ FTP (20/21)               │ 파일 전송                           │
│ SMTP (25)                 │ 이메일 전송                         │
│ POP3 (110) / IMAP (143)   │ 이메일 수신                         │
│ SSH (22)                  │ 보안 원격 접속                      │
│ Telnet (23)               │ 원격 접속                           │
│ MySQL (3306)              │ 데이터베이스                        │
│ PostgreSQL (5432)         │ 데이터베이스                        │
└───────────────────────────┴─────────────────────────────────────┘

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                          UDP 사용                                │
├───────────────────────────┬─────────────────────────────────────┤
│ DNS (53)                  │ 도메인 조회                         │
│ DHCP (67/68)              │ IP 자동 할당                        │
│ SNMP (161/162)            │ 네트워크 관리                       │
│ NTP (123)                 │ 시간 동기화                         │
│ TFTP (69)                 │ 간단한 파일 전송                    │
│ RTP                       │ 실시간 미디어 스트리밍              │
│ VoIP (SIP)                │ 인터넷 전화                         │
│ 온라인 게임               │ 실시간 게임 데이터                  │
└───────────────────────────┴─────────────────────────────────────┘

3.4 하이브리드 접근법¶

TCP와 UDP를 함께 사용하는 경우:

1. 게임
   ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
   │  TCP: 로그인, 채팅, 인벤토리 (신뢰성 필요)                  │
   │  UDP: 캐릭터 이동, 실시간 전투 (속도 필요)                  │
   └─────────────────────────────────────────────────────────────┘

2. 스트리밍
   ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
   │  TCP: 제어 채널 (재생/일시정지/볼륨)                        │
   │  UDP: 미디어 데이터 전송 (RTP)                              │
   └─────────────────────────────────────────────────────────────┘

3. QUIC (HTTP/3)
   ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
   │  UDP 위에 신뢰성 계층 구현                                  │
   │  장점: 빠른 연결, HOL Blocking 해결                         │
   └─────────────────────────────────────────────────────────────┘

4. 포트 번호의 개념¶

4.1 포트의 역할¶

포트(Port)는 호스트 내에서 실행 중인 프로세스를 식별하는 번호입니다.

포트의 역할

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                          호스트                                  │
│                      192.168.1.100                              │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐    │
│  │                                                          │    │
│  │  ┌─────────┐  ┌─────────┐  ┌─────────┐  ┌─────────┐    │    │
│  │  │  Web    │  │  SSH    │  │  FTP    │  │  MySQL  │    │    │
│  │  │ Server  │  │ Server  │  │ Server  │  │ Server  │    │    │
│  │  │         │  │         │  │         │  │         │    │    │
│  │  └────┬────┘  └────┬────┘  └────┬────┘  └────┬────┘    │    │
│  │       │            │            │            │          │    │
│  │    Port 80     Port 22     Port 21     Port 3306       │    │
│  │       │            │            │            │          │    │
│  │       └────────────┴────────────┴────────────┘          │    │
│  │                         │                                │    │
│  │              ┌──────────┴──────────┐                    │    │
│  │              │    TCP/IP Stack     │                    │    │
│  │              └──────────┬──────────┘                    │    │
│  │                         │                                │    │
│  └─────────────────────────┼────────────────────────────────┘    │
│                            │                                      │
│                     Network Interface                             │
│                      192.168.1.100                                │
└─────────────────────────────┬─────────────────────────────────────┘
                              │
                          네트워크

각 패킷의 목적지 포트를 확인하여 해당 프로세스로 전달

4.2 소켓 주소¶

네트워크 통신에서 종단점은 IP 주소와 포트의 조합으로 식별됩니다.

소켓 주소 (Socket Address)

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                                                                  │
│  소켓 주소 = IP 주소 + 포트 번호                                │
│                                                                  │
│  예시:                                                          │
│  ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐   │
│  │  192.168.1.100:80    (웹 서버)                            │   │
│  │  10.0.0.5:443        (HTTPS 서버)                         │   │
│  │  192.168.1.50:50000  (클라이언트 임시 포트)               │   │
│  └──────────────────────────────────────────────────────────┘   │
│                                                                  │
│  TCP 연결의 고유 식별:                                          │
│  ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐   │
│  │  (Source IP, Source Port, Dest IP, Dest Port, Protocol)  │   │
│  │  = 5-tuple                                                │   │
│  └──────────────────────────────────────────────────────────┘   │
│                                                                  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

4.3 포트 번호의 표기법¶

IPv4:
  IP:Port 형식
  예: 192.168.1.100:80

IPv6:
  [IP]:Port 형식 (대괄호로 IP 주소 감싸기)
  예: [2001:db8::1]:80
      [::1]:8080

URL에서:
  http://example.com:8080/path
  https://[2001:db8::1]:443/

5. 포트 번호 범위¶

5.1 포트 범위 분류¶

포트 번호 범위 (0 - 65535)

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                                                                  │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐    │
│  │  Well-known Ports (잘 알려진 포트)                       │    │
│  │  0 - 1023                                                │    │
│  │  • 시스템 서비스 및 표준 프로토콜                        │    │
│  │  • root/관리자 권한 필요                                 │    │
│  │  • IANA에서 관리                                         │    │
│  └─────────────────────────────────────────────────────────┘    │
│                                                                  │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐    │
│  │  Registered Ports (등록된 포트)                          │    │
│  │  1024 - 49151                                            │    │
│  │  • 특정 애플리케이션/서비스용                            │    │
│  │  • IANA에 등록 (필수는 아님)                             │    │
│  │  • 일반 사용자도 사용 가능                               │    │
│  └─────────────────────────────────────────────────────────┘    │
│                                                                  │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐    │
│  │  Dynamic/Private Ports (동적/사설 포트)                  │    │
│  │  49152 - 65535                                           │    │
│  │  • 임시 (Ephemeral) 포트                                 │    │
│  │  • 클라이언트 연결 시 자동 할당                          │    │
│  │  • 등록 불가                                             │    │
│  └─────────────────────────────────────────────────────────┘    │
│                                                                  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

5.2 주요 Well-known 포트¶

포트	프로토콜	서비스	설명
20	TCP	FTP-Data	FTP 데이터 전송
21	TCP	FTP-Control	FTP 제어
22	TCP	SSH	보안 쉘
23	TCP	Telnet	원격 접속 (비암호화)
25	TCP	SMTP	이메일 전송
53	TCP/UDP	DNS	도메인 이름 서비스
67	UDP	DHCP Server	IP 자동 할당 (서버)
68	UDP	DHCP Client	IP 자동 할당 (클라이언트)
69	UDP	TFTP	간단한 파일 전송
80	TCP	HTTP	웹 (비암호화)
110	TCP	POP3	이메일 수신
123	UDP	NTP	시간 동기화
143	TCP	IMAP	이메일 수신
161	UDP	SNMP	네트워크 관리
443	TCP	HTTPS	웹 (암호화)
445	TCP	SMB	파일 공유 (Windows)
465	TCP	SMTPS	SMTP over SSL
514	UDP	Syslog	시스템 로그
993	TCP	IMAPS	IMAP over SSL
995	TCP	POP3S	POP3 over SSL

5.3 주요 Registered 포트¶

포트	프로토콜	서비스	설명
1433	TCP	MSSQL	Microsoft SQL Server
1521	TCP	Oracle	Oracle Database
3306	TCP	MySQL	MySQL Database
3389	TCP	RDP	원격 데스크톱
5432	TCP	PostgreSQL	PostgreSQL Database
5900	TCP	VNC	원격 데스크톱
6379	TCP	Redis	Redis 캐시
8080	TCP	HTTP-Alt	대체 HTTP 포트
8443	TCP	HTTPS-Alt	대체 HTTPS 포트
9000	TCP	Various	PHP-FPM 등
27017	TCP	MongoDB	MongoDB Database

5.4 임시 포트 (Ephemeral Ports)¶

클라이언트 연결 시 임시 포트 할당

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                                                                  │
│  클라이언트                        서버                         │
│  (192.168.1.10)                   (10.0.0.5)                    │
│                                                                  │
│  ┌─────────────┐                  ┌─────────────┐               │
│  │ 웹 브라우저 │                  │  웹 서버    │               │
│  │  Port: ?    │─────────────────►│  Port: 80   │               │
│  └─────────────┘                  └─────────────┘               │
│                                                                  │
│  OS가 임시 포트 자동 할당:                                      │
│  예: 192.168.1.10:52431 → 10.0.0.5:80                          │
│                                                                  │
│  운영체제별 임시 포트 범위:                                     │
│  ┌────────────────────────────────────────────────────────┐     │
│  │ Linux:   32768 - 60999 (net.ipv4.ip_local_port_range) │     │
│  │ Windows: 49152 - 65535                                 │     │
│  │ macOS:   49152 - 65535                                 │     │
│  │ BSD:     1024 - 5000 (구버전)                          │     │
│  └────────────────────────────────────────────────────────┘     │
│                                                                  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

6. 소켓¶

6.1 소켓의 개념¶

소켓(Socket)은 네트워크 통신의 끝점(Endpoint)을 추상화한 것입니다.

소켓 통신 모델

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                                                                  │
│     Application                         Application             │
│         │                                    │                  │
│    ┌────┴────┐                          ┌────┴────┐             │
│    │ Socket  │                          │ Socket  │             │
│    │ API     │                          │ API     │             │
│    └────┬────┘                          └────┬────┘             │
│         │                                    │                  │
│    ┌────┴────┐                          ┌────┴────┐             │
│    │ Socket  │◄═════════════════════════│ Socket  │             │
│    │192.168. │    TCP/UDP Connection    │10.0.0.5 │             │
│    │1.10:5000│                          │:80      │             │
│    └─────────┘                          └─────────┘             │
│                                                                  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

소켓 = (프로토콜, IP 주소, 포트 번호)

6.2 소켓 타입¶

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        소켓 타입                                 │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                                  │
│  SOCK_STREAM (스트림 소켓)                                      │
│  ┌───────────────────────────────────────────────────────────┐  │
│  │ • TCP 사용                                                │  │
│  │ • 연결 지향                                               │  │
│  │ • 신뢰성 있는 양방향 바이트 스트림                        │  │
│  │ • 순서 보장                                               │  │
│  └───────────────────────────────────────────────────────────┘  │
│                                                                  │
│  SOCK_DGRAM (데이터그램 소켓)                                   │
│  ┌───────────────────────────────────────────────────────────┐  │
│  │ • UDP 사용                                                │  │
│  │ • 비연결                                                  │  │
│  │ • 고정 크기 메시지                                        │  │
│  │ • 순서/전달 보장 없음                                     │  │
│  └───────────────────────────────────────────────────────────┘  │
│                                                                  │
│  SOCK_RAW (로우 소켓)                                           │
│  ┌───────────────────────────────────────────────────────────┐  │
│  │ • IP 계층 직접 접근                                       │  │
│  │ • 커스텀 프로토콜 구현                                    │  │
│  │ • root 권한 필요                                          │  │
│  │ • ping, traceroute 등에 사용                              │  │
│  └───────────────────────────────────────────────────────────┘  │
│                                                                  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

6.3 TCP 소켓 프로그래밍 흐름¶

TCP 서버/클라이언트 흐름

       서버                              클라이언트
         │                                    │
    socket()                             socket()
         │                                    │
      bind()                                  │
         │                                    │
     listen()                                 │
         │                                    │
     accept() ◄─────── connect() ─────────────┤
         │         (3-way handshake)          │
         │                                    │
      read() ◄──────── write() ──────────────┤
         │                                    │
     write() ────────► read()                 │
         │                                    │
     close() ◄──────── close() ──────────────┤
                   (4-way handshake)

Python 예시 (서버):

import socket

# 소켓 생성
server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 주소 바인딩
server.bind(('0.0.0.0', 8080))

# 연결 대기
server.listen(5)

# 클라이언트 연결 수락
client, addr = server.accept()
print(f"Connected: {addr}")

# 데이터 송수신
data = client.recv(1024)
client.send(b"Hello, Client!")

# 연결 종료
client.close()
server.close()

6.4 UDP 소켓 프로그래밍 흐름¶

UDP 서버/클라이언트 흐름

       서버                              클라이언트
         │                                    │
    socket()                             socket()
         │                                    │
      bind()                                  │
         │                                    │
   recvfrom() ◄────── sendto() ──────────────┤
         │                                    │
    sendto() ─────────► recvfrom()            │
         │                                    │
     close()                              close()

특징:
- connect() 불필요 (비연결)
- 각 메시지에 목적지 주소 포함

import socket

# UDP 서버
server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
server.bind(('0.0.0.0', 9999))

data, addr = server.recvfrom(1024)
print(f"From {addr}: {data}")
server.sendto(b"ACK", addr)

6.5 소켓 상태 확인¶

# Linux - 소켓 상태 확인
ss -tuln                    # TCP/UDP 리스닝 소켓
ss -tan                     # 모든 TCP 연결
ss -tan state established   # 연결된 TCP만

# netstat (구버전)
netstat -an | grep LISTEN
netstat -tunlp

# macOS
netstat -an | grep LISTEN
lsof -i -P | grep LISTEN

# Windows
netstat -an | findstr LISTEN
netstat -ano

7. 연습 문제¶

문제 1: TCP vs UDP 선택¶

다음 시나리오에 적합한 프로토콜을 선택하세요.

a) 은행 거래 시스템 b) 라이브 스트리밍 방송 c) 이메일 전송 d) 멀티플레이어 게임의 캐릭터 위치 동기화 e) 대용량 파일 다운로드 f) IoT 센서 데이터 수집 (1초마다)

문제 2: 포트 번호 매칭¶

다음 서비스와 기본 포트 번호를 연결하세요.

서비스:               포트:
a) HTTPS              1) 22
b) MySQL              2) 25
c) SMTP               3) 53
d) SSH                4) 443
e) DNS                5) 3306

문제 3: UDP 헤더 분석¶

다음 UDP 헤더(16진수)를 분석하세요.

01 BB 00 35 00 1C 8A 7E

a) Source Port는? b) Destination Port는? (어떤 서비스?) c) UDP Length는? (데이터 크기는?) d) Checksum은?

문제 4: 소켓 식별¶

하나의 서버가 다음 요청을 동시에 처리하고 있습니다.

클라이언트 A: 192.168.1.10:50001 → 서버: 10.0.0.5:80
클라이언트 B: 192.168.1.10:50002 → 서버: 10.0.0.5:80
클라이언트 C: 192.168.1.20:50001 → 서버: 10.0.0.5:80

a) 서버는 이 세 연결을 어떻게 구분하나요? b) 5-tuple을 사용하여 각 연결을 표현하세요.

정답¶

문제 1 정답¶

a) 은행 거래 → TCP (신뢰성 필수) b) 라이브 스트리밍 → UDP (실시간성 중요, 일부 손실 허용) c) 이메일 전송 → TCP (데이터 무결성 필요) d) 게임 캐릭터 위치 → UDP (실시간, 최신 데이터만 의미 있음) e) 파일 다운로드 → TCP (완전한 데이터 필요) f) IoT 센서 데이터 → UDP (빈번한 소규모 메시지, 일부 손실 허용)

문제 2 정답¶

a) HTTPS → 4) 443
b) MySQL → 5) 3306
c) SMTP → 2) 25
d) SSH → 1) 22
e) DNS → 3) 53

문제 3 정답¶

01 BB 00 35 00 1C 8A 7E

a) Source Port: 0x01BB = 443 (HTTPS)
b) Destination Port: 0x0035 = 53 (DNS)
c) UDP Length: 0x001C = 28 bytes
   데이터 크기: 28 - 8 = 20 bytes
d) Checksum: 0x8A7E

문제 4 정답¶

a) 서버는 5-tuple로 각 연결을 구분합니다: (Protocol, Src IP, Src Port, Dst IP, Dst Port)

b) 5-tuple 표현: - 클라이언트 A: (TCP, 192.168.1.10, 50001, 10.0.0.5, 80) - 클라이언트 B: (TCP, 192.168.1.10, 50002, 10.0.0.5, 80) - 클라이언트 C: (TCP, 192.168.1.20, 50001, 10.0.0.5, 80)

세 연결 모두 Src IP 또는 Src Port가 다르므로 고유하게 식별됩니다.

8. 다음 단계¶

UDP와 포트를 이해했다면, DNS에 대해 학습하세요.

다음 레슨¶

12_DNS.md - DNS 동작 원리, 레코드 유형

9. 참고 자료¶

RFC 문서¶

RFC 768 - User Datagram Protocol
RFC 793 - Transmission Control Protocol
RFC 6335 - Internet Assigned Numbers Authority (IANA) Procedures

명령어 참고¶

# 포트 확인 (Linux)
ss -tuln                     # 리스닝 포트
ss -tan state established    # 연결된 소켓
lsof -i :80                  # 특정 포트 사용 프로세스

# 포트 확인 (macOS)
netstat -an | grep LISTEN
lsof -iTCP -sTCP:LISTEN

# 포트 확인 (Windows)
netstat -an | findstr LISTENING
netstat -ano | findstr :80

# 포트 스캔
nmap -p 1-1000 target_ip     # TCP 포트 스캔
nmap -sU -p 53,67,123 target # UDP 포트 스캔

# UDP 테스트
nc -u target_ip 53           # UDP 연결 테스트

학습 자료¶

IANA Port Number Registry
RFC 768 - UDP
Unix Network Programming - W. Richard Stevens

문서 정보 - 최종 수정: 2024년 - 난이도: ⭐⭐ - 예상 학습 시간: 2시간