• Source Port, Destination Port
• Length : UDP 헤더 길이
• Data : TCP 에 비해 상대적으로 데이터 양이 많음

⇒ 상대방의 응답을 기다리지 않기 때문에 TCP 에 비해 속도가 빠름

그렇기 때문에 일부 정보가 유실될 수 있으나, 이러한 상황에서도 필요 시 사용한다. (ex. 실시간 영상 스트리밍에선 일부 데이터가 유실되어 해당 픽셀만 잘 나오지 않아도 바로바로 출력하는 속도가 더 중요함)

typedef struct UdpHeader {
	unsigned short srcPort;
	unsigned short dstPort;
	unsigned short length;
	unsigned short checksum;
} UdpHeader;

• Checksum

  • IP 데이터그램(패킷) 이나 TCP/UDP 세그먼트가 전송 중 손상되었는지 확인하기 위해 사용하는 16비트 오류 검출 코드

    ⇒ 실제 checksum 값과 계산식을 통해 계산한 값이 일치하는지를 확인하는 것 (일반적으로는 NIC 에서 계산을 해주긴 함)

    • 헤더를 일정 단위로 잘라서 모두 누산한다.
    • IP 체크섬 : IP 헤더를 일정한 2바이트 단위로 잘라서 모두 더한 뒤, 오버플로우는 잘라서 다시 더하고, 마지막으로 1의 보수를 취한 값.
    • TCP/UDP 체크섬 : TCP/UDP 헤더 + payload + 의사 헤더(pseudo header) 를 일정한 2바이트 단위로 잘라서 모두 더한뒤, 오버플로우는 다시 더하고, 마지막으로 1의 보수를 취한 값.

  ⇒ Checksum 을 이해하고 계산할 수 있으면, TCP/UDP 패킷을 조작해서 생성(이 땐 NIC 에서 계산해주지 않음) 후 수신자에 보낼 수 있는 필수 조건은 충족하게 된다.

• 의사 헤더(Pseudo Header)

  • 실제 전송되지는 않지만 TCP 나 UDP 에서 체크섬 계산을 위해 사용
  • L4 데이터 외에 L3 IP 헤더 정보(출발/도착 IP, 프로토콜)를 포함하는 가상 헤더를 사용하여 계산해 신뢰성을 높임

  // IPv4 헤더의 checksum 계산
  unsigned short CalcChecksumIp(IpHeader* pIpHeader)
  {
  	// IHL 값(IP 헤더 길이) 계산
  	unsigned char ihl = (pIpHeader->verIhl & 0x0F) << 2; //*4와 동일
  	unsigned short wData[30] = { 0 };
  	unsigned int dwSum = 0;
  
  	// IP 헤더에서 IP 헤더 길이만큼, 즉 전체를 wData 에 복사
  	memcpy(wData, (BYTE*)pIpHeader, ihl);
  	//((IpHeader*)wData)->checksum = 0x0000;
  
  	/*
  		각 16bit 단위로 합산(단, checksum 필드 index 5 제외)
  		overflow 발생 시 carry 처리
  	*/
  	for (int i = 0; i < ihl / 2; i++)  // IHL: Internet Header Length (Byte 단위)
  		// → IHL은 4바이트(32bit) 단위이므로, Byte 단위로 입력된 ihl을 2로 나누면 16bit 단위(WORD)의 개수가 됨.
  		// → 즉, IP 헤더 전체를 16비트씩 순회
  	{
  		if (i != 5)
  			// i == 5일 때는 IP 헤더의 checksum 필드이므로 계산에서 제외 (값이 0이어야 함)
  			dwSum += wData[i];  // 16비트 단위로 누적 합산
  
  		if (dwSum & 0xFFFF0000)
  		{
  			// 16비트 초과한 값(오버플로우)은 상위 비트를 잘라내고 carry를 하위에 더함 (End-around carry)
  			dwSum &= 0x0000FFFF;  // 상위 비트 제거 (16비트만 남김)
  			dwSum++;              // carry(1) 더함
  		}
  	}
  
  	// 최종 체크섬인 1의 보수를 반환
  	return ~(dwSum & 0x0000FFFF);
  }
  

  // TCP Segment 의 체크섬을 계산 (UDP 일 경우 주석 확인)
  unsigned short CalcChecksumTcp(IpHeader* pIpHeader, TcpHeader* pTcpHeader)
  {
  	// TCP 체크섬 계산을 위한 PseudoHeader 생성
  	PseudoHeader	pseudoHeader = { 0 };
  	unsigned short* pwPseudoHeader = (unsigned short*)&pseudoHeader;
  	// UDP 일 땐 : (unsigned short*)pUdpHeader;
  	unsigned short* pwDatagram = (unsigned short*)pTcpHeader; 
  	int				nPseudoHeaderSize = 6; //WORD 6개 배열
  	int				nSegmentSize = 0; //헤더 포함
  
  	UINT32			dwSum = 0;
  	int				nLengthOfArray = 0;
  
  	// IP 헤더의 출발지/목적지 IP, 프로토콜 번호(6), TCP 세그먼트 길이를 구성
  	pseudoHeader.srcIp = *(unsigned int*)pIpHeader->srcIp;
  	pseudoHeader.dstIp = *(unsigned int*)pIpHeader->dstIp;
  	pseudoHeader.zero = 0;
  	// UDP 일 땐 : pseudoHeader.protocol = 17;
  	pseudoHeader.protocol = 6; 
  	// UDP 일 땐 : pseudoHeader.length = pUdpHeader->length;
  	pseudoHeader.length = htons(ntohs(pIpHeader->length) - 20);
  	nSegmentSize = ntohs(pseudoHeader.length);
  	
  	// TCP 세그먼트의 총 길이가 홀수이면 마지막 1바이트를 0-padding 하기 위해 총 WORD 개수를 1개 더 확보
  	if (nSegmentSize % 2)
  		nLengthOfArray = nSegmentSize / 2 + 1;  // 홀수: 마지막 1바이트 채우기 위한 여분 확보
  	else
  		nLengthOfArray = nSegmentSize / 2;      // 짝수: 그대로 WORD 개수 계산
  
  	// 1. Pseudo Header 6개 WORD 합산
  	for (int i = 0; i < nPseudoHeaderSize; i++)
  	{
  		dwSum += pwPseudoHeader[i];             // 16비트 단위로 합산
  		if (dwSum & 0xFFFF0000)                 // 오버플로 발생 시
  		{
  			dwSum &= 0x0000FFFF;                // 상위 비트 제거
  			dwSum++;                            // 캐리 추가
  		}
  	}
  
  	// 2. TCP 헤더 + 데이터 부분 합산
  	for (int i = 0; i < nLengthOfArray; i++)
  	{
  		// UDP 일 땐 : if (i != 3)
  		if (i != 8)                             // TCP 헤더의 checksum 필드(9번째 WORD)는 0으로 간주하고 제외
  			dwSum += pwDatagram[i];            // 16비트 단위로 합산
  		if (dwSum & 0xFFFF0000)                 // 오버플로 발생 시
  		{
  			dwSum &= 0x0000FFFF;                // 상위 비트 제거
  			dwSum++;                            // 캐리 추가
  		}
  	}
  
  	// 3. 1의 보수 취해서 checksum 반환
  	return (USHORT)~(dwSum & 0x0000FFFF);
  }