☰

핑이 UDP 소켓보다 훨씬 빠른 이유는 무엇입니까?

tag-icon • tag-icon networking
핑이 UDP 소켓보다 훨씬 빠른 이유는 무엇입니까?

로컬 네트워크에서 UDP 소켓이 얼마나 빠른지 벤치마킹하려고 합니다.

로컬 IP 주소를 ping하면 ~80마이크로초의 왕복 시간을 얻을 수 있습니다.

대기 시간을 벤치마킹하기 위해 최소한의 UDP 서버와 클라이언트를 다음과 같이 작성했습니다. 클라이언트와 서버는 동일한 네트워크 인터페이스를 사용하여 동일한 호스트에서 실행됩니다. 클라이언트는 데이터그램 소켓을 통해 서버에 timeval을 보내고, 수신 시 서버는 즉시 현재 timeval과 수신된 timeval 사이의 차이를 가져옵니다. 이렇게 하면 편도 이동에 대해 ~110마이크로초, 총 약 ~220마이크로초 RTT를 얻습니다.

ping이 내 프로그램보다 훨씬 빠른 이유는 무엇입니까?

cc udpserver.c -o udpserver
cc udpclient.c -o udpclient
./udpserver 4321
./udpclient 127.0.0.1 4321

udpserver.c

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

    void error(char *msg)
    {
        perror(msg);
        exit(1);
    }
    int main(int argc, char *argv[])
    {
         int sockfd, newsockfd, portno;
         struct timeval tval_recv, tval_now;
         struct sockaddr_in serv_addr;
         int n;

     /* Check arguments */
     if (argc < 2) {
         fprintf(stderr,"ERROR, no port provided\n");
         exit(1);
     }

     /* Set up socket */
     sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
     if (sockfd < 0)
        error("ERROR opening socket");

     /* Setup socket address for server */
     memset((char *) &serv_addr, '\0', sizeof(serv_addr));
     serv_addr.sin_family = AF_INET;
     serv_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
     serv_addr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));

     /* Bind socket to socket address */
     if(bind(sockfd, (struct sockaddr *) &serv_addr,
              sizeof(serv_addr)) < 0)
              error("ERROR on binding");

     while(1) {
       n = recvfrom(sockfd, &tval_recv, sizeof(tval_recv), 0, NULL, NULL);

       if(n < 0)
         error("ERROR in recvfrom");

       gettimeofday(&tval_now, NULL);

       printf("%ld.%06ld\n", tval_now.tv_sec - tval_recv.tv_sec,
           (long int)(tval_now.tv_usec - tval_recv.tv_usec));
     }

     return 0;
}

udpclient.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netdb.h>

void error(char *msg) {
    perror(msg);
    exit(0);
}

int main(int argc, char **argv) {
    in_addr_t s_addr;
    int sockfd, portno, n;
    struct sockaddr_in serveraddr;
    struct timeval tval;
//    struct timespec ts_current;

    /* Check arguments */
    if (argc != 3) {
       fprintf(stderr,"Usage: %s <hostname> <port>\n", argv[0]);
       exit(0);
    }

    /* Create the socket */
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0)
        error("Error opening socket");

    /* Set the socket address */
    s_addr = inet_addr(argv[1]);
    portno = atoi(argv[2]);
    memset((char *) &serveraddr, '\0', sizeof(serveraddr));
    memcpy(&serveraddr.sin_addr.s_addr, &s_addr, sizeof(s_addr));
    serveraddr.sin_family = AF_INET;
    serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));

    /* Send packets */
    while(1) {
      gettimeofday(&tval, NULL);
//      clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts_current);
      n = sendto(sockfd, &tval, sizeof(tval), 0, (struct sockaddr *)&serveraddr,
        sizeof(serveraddr));
      if(n < 0)
        error("ERROR in sendto");
      sleep(1);
    }

    return 0;
}

답변1

추측:

ping프로토콜 을 사용하는 도구입니다 icmp. icmpOSI 모델의 네트워크 계층인 계층 3에 위치합니다.

udpclient.c프로토콜 을 사용하는 도구입니다 udp. udpOSI 모델의 전송 계층인 계층 4에 위치합니다.

각 레이어마다 추가 데이터가 원시 데이터에 추가됩니다. 기본 예를 들면, icmp패킷에는 소스 IP 주소와 대상 IP 주소가 포함되어 있습니다. 데이터 udp그램에는 UDP 포트 정보와 같은 모든 정보가 포함됩니다. 이 포트 정보는 네트워크 스택의 더 높은 수준에서 해석되어야 합니다.

따라서 UDP 패킷은 네트워크 스택에서 한 수준 더 위로 크롤링해야 합니다. 3층이 아닌 4층으로 올라가는 계단을 상상해볼 수도 있다. 시간은 더 걸리지만 30μs보다 훨씬 더 오래 걸립니다.

나는 그 30μs가 다음으로 구성되어 있다고 믿습니다.

  • 데이터 크기 icmp대udp
  • 캡슐화 및 캡슐화 해제를 위한 NIC/드라이버/CPU 시간
  • udpclient.c사용하는 CPU 시간

관련 정보