UDP 네트워킹

• UDP(User Datagram Protocol) : 발신자가 일방적으로 수신자에게 데이터를 보내는 방식
• 장점
  TCP와 달리 연결 요청 및 연결 수략 과정이 없기 때문에 상대적으로 데이터 전송 속도가 빠르다.
• 단점
  데이터 전송 회선이 고정되지 않기 때문에 데이터 손실되거나 데이터의 순서가 섞일 수 있다.
• 데이터 전달의 신뢰성보다 속도가 중요한 통신에서 사용
  - 실시간 영상 송출 등
• 자바에서 DatagramSocket과 DatagramPacket 클래스(java.net)를 통해 UDP 네트워킹을 지원한다.
  • DatagramSocket
    - 발신점과 수신점을 담당
  • DatagramPacket
    - 데이터 송수신에 관여

 

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UDP 서버

• 서버는 항상 클라이언트가 보낼 DatagramPacket을 받을 준비를 해야 한다.

 

//송수신 포트를 지정하여 DatagrameSocket 객체 생성
DatagramSocket datagrameSocket = new DatagramSocket(50001);

 

 

• recevie() 메소드를 이용해 데이터를 받는다.
  - 데이터를 받을 수 있는 비어있는 DatagramPacket 객체를 미리 준비해두었다가 데이터가 들어올 때 받아내는 방식이다.
  - 데이터를 수신할 때까지 블로킹된다.

 

//클라이언트가 보낸 데이터를 받아낼 DatagramPacket 준비
DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(new byte[1024], 1024);    //수신한 바이트 데이터를 저장할 배열과 최대 수신할 수 있는 바이트 수를 매개값으로 설정
datagramPacket.receive(receivePacket);    //receive() 메소드로 데이터를 수신

 

 

• receive 메소드를 실행하여 받은 데이터 정보를 얻는 방법

 

//receive 메소드가 실행된 이후 수쇤된 바이트 데이터 확인
byte[] bytes = receivePacket.getData();    //수신한 바이트 데이터를 저장
int num = receivePacket.getLength();    //실제로 읽은 바이트 수를 리턴
 
//받은 바이트 데이터를 문자열로 변환
Stirng data = new String(bytes, 0, num, "UTF-8");    //실제로 읽은 바이트 수만큼만 문자열로 변환해야 함

 

 

• TCP 통신에서는 서버의 IP 주소와 포트 번호만 알아도 데이터 송수신이 가능했지만 UDP 통신에서는 서버와 연결 요청/수락 과정이 없기 때문에 서버에서 클라이언트로 메시지를 보내기 위해서는 클라이언트의 IP 주소와 포트 번호도 알아야 한다.
  - DatagramPacket에는 데이터를 송신한 쪽(클라이언트)의 IP 정보와 포트 정보가 들어있으며, 이를 이용해 데이터를 보낸 쪽에 응답 데이터를 보낼 수 있다.

 

//데이터를 보낸 쪽의 IP와 포트 정보를 추출
SocketAddress socketAddress = receivePacket.getSocketAddress();
 
//클라이언트로부터 받은 데이터에 대한 처리 내용을 보내기 위해 준비하는 과정
String data = "처리 내용";
byte[] bytes = data.getBytes("UTF-8");
DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(bytes, 0, bytes.length, socketAddress);
 
//전송할 바이트 배열의 길이만 입력해도 0 인덱스부터 데이터를 읽어서 DatagramPacket 갱체 생성 가능
DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, socketAddress);
 
//DatagramPacket에 담은 데이터를 DatagramSocket 객체를 통해 전송
datagramSocket.send(sendPacket);

 

 

• UDP 서버 종료

 

//UDP 서버 종료
datagramSocket.close();

 

 

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UDP 클라이언트

• 서버에 요청 내용을 보내고 서버에서 처리한 결과를 받는 역할
• Port 번호는 내부적으로 자동 부여되기 때문에 DatagramSocket 객체를 기본 생성자로 생성

 

//기본 생성자로 DatagramSocket 객체 생성
DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket();

 

 

• 생성한  DatagramPacket 객체에 요청 내용을 저장하여 서버에 전송

 

//요청 내용을 담을 DatagramPacket 객체 생성
String data = "요청 내용";
byte[] bytes = dat.getBytes("UTF-8");
DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, new InetSocketAddress("localhost", 50001));
 
 
//DatagramSocket을 통해 요청 내용을 서버에 전송
datagramSocket.send(sendPacket);

 

 

• 더 이상 서버에서 보내는 데이터를 그만 받으려면 DatagramSocket을 종료하면 된다.

 

//UDP 통신 종료. 
datagramSocket.close();

 

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UDP 통신 프로그램 예제

• 클라이언트로부터 구독할 주제를 받으면 10개의 뉴스를 제공하는 프로그램

 

서버 프로그램

 

public class NewsServer {
    private static DatagramSocket datagramSocket;
 
    //클라이언트에게 뉴스를 반복적으로 보내는 서버 프로그램
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("------------------------------------------------------------");
        System.out.println("서버를 종료하려면 q 또는 Q를 입력하고 Enter키를 입력하세요.");
        System.out.println("------------------------------------------------------------");
        
        //UDP 서버 시작
        startServer();
        
        //키보드 입력
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while(true) {
            String key = scanner.nextLine();
            if(key.toLowerCase().equals("q")) {    //대소문자 구분없이 인식
                break;
            }
        }
        scanner.close();
        
        //UDP 서버 종료
        stopServer();
 
    }
 
    public static void startServer() {
        //작업 스레드 정의
        Thread thread = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    //DatagramSocket 생성 및 Port 바인딩
                    datagramSocket = new DatagramSocket(50001);
                    System.out.println("[서버] 시작됨");
                    
                    while(true) {
                        //클라이언트가 구독하고 싶은 뉴스 주제 얻기
                        DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(new byte[1024], 1024);    //읽을 수 있는 최대 바이트 수는 저장할 수 있는 바이트 수를 초과할 수 없다.
                        System.out.println("클라이언트의 희망 뉴스 종류 얻기위해 대기");
                        datagramSocket.receive(receivePacket);
                        String newsKind = new String(receivePacket.getData(), 0, receivePacket.getLength(), "UTF-8");
                        
                        //클라이언트의 IP와 Port 정보가 있는 SocketAddress 얻기
                        SocketAddress socketAddress = receivePacket.getSocketAddress();
                        
                        //10의 뉴스를 클라이언트로 전송
                        for(int i=1; i<=10; i++) {
                            String data = newsKind + ": 뉴스" + i;
                            byte[] bytes = data.getBytes("UTF-8");
                            DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(bytes, 0, bytes.length, socketAddress);
                            datagramSocket.send(sendPacket);
                            
                            Thread.sleep(1000);    //뉴스 전송 간격 추가
                        }
                    }
                    
                } catch (Exception e) {
                    System.out.println("[서버] " + e.getMessage());
                }
            }
        };
        
        //작업 스레드 시작
        thread.start();
    }
 
    public static void stopServer() {
        //DatagramSocket을 단고 Port 언바인딩
        datagramSocket.close();
        System.out.println("[서버] 종료됨");
    }
 
}

 

클라이언트 프로그램

 

public class NewsClient {
 
    public static void main(String[] args) {
        
        try {
            //DatagramSocket 생성
            DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket();
            
            //구독하고 싶은 뉴스 주제 보내기
            String data = "정치";
            byte[] bytes = data.getBytes("UTF-8");
            DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(bytes, 0, bytes.length, new InetSocketAddress("localhost", 50001));
            datagramSocket.send(sendPacket);
            
            while(true) {
                //뉴스 받기
                DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(new byte[1024], 1024);
                datagramSocket.receive(receivePacket);
                
                //문자열로 변환
                String news = new String(receivePacket.getData(), 0, receivePacket.getLength(), "UTF-8");
                System.out.println(news);
                
                //10번째 뉴스를 받으면 while 문을 종료
                if(news.contains("뉴스10")) {
                    break;
                }
            }
            
            //DatagramSocket 닫기
            datagramSocket.close();
            
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
        
    }
 
}

 

 

실행 결과

 

서버 프로그램 콘솔 내용

 

클라이언트 프로그램 콘솔 내용

 

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