UDP(Datagram) 소켓에 특정 네트워크 인터페이스로 전송되도록 하기

자바에서 DatagramSocket (UDP 소켓)을 파라미터 없이 생성하거나, 포트 번호만 파라미터로 지정하면 특정 네트워크 인터페이스에 지정되는 것이 아니고, 인터페이스에 상관 없이 포트 번호만 맞으면 패킷을 주고 받는 식으로 작동한다.

실제로 인터넷에 검색해 보면 UDP 소켓을 특정한 네트워크 인터페이스에 지정하고자 하는 요구가 상당히 많은 것을 알 수 있다. 하지만 컴퓨터에 네트워크 인터페이스가 여러 개 있을 경우에 UDP 소켓에서 특정 네트워크 인터페이스를 지정하는 것이 Java Virtual Machine (JVM) 입장에서는 자연스럽지 않을 수 있다. "패킷이 컴퓨터 밖으로 나갈 때, 이를 내보낼 가장 적합한 네트워크 인터페이스를 선택한다"는 보편적인 논리에서 보면 이것은 원래 운영체제(OS)에 내장된 라우팅 프로토콜의 역할이기 때문에, User mode에 있는 JVM 위에서 돌아가는 자바 어플리케이션이 이 역할에 일부분 끼어드는 것처럼 보이는 것이다. 아무튼 자바 어플리케이션 입장에서 불가능하지는 않지만, 바람직한 구성은 아닐 수도 있다.

어쨌든 패킷을 받는 서버 입장에서 DatagramSocket을 생성할 때, 생성자(constructor) 파라미터에 특정 IP 주소와 포트 번호를 모두 파라미터로 넘김으로써 특정 네트워크 인터페이스에서만 패킷을 받도록 지정할 수는 있다.

byte[] receiveData = new byte[1024];

String ip = "192.168.3.4"; // 현재 컴퓨터의 특정 네트워크 인터페이스에 할당된 IP 주소

String port = 54321; // 원하는 포트 번호

DatagramSocket socket = new DatagramSocket(new InetSocketAddress(ip, port));

DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(receiveData, receiveData.length);

socket.receive(receivePacket);

패킷을 보내는 클라이언트 입장에서는, 그냥 DatagramPacket을 보낼 때 destination IP 주소를 어떻게 지정하느냐에 따라서 특정 네트워크 인터페이스를 통한 전송 여부가 결정된다. 이것은 운영체제의 라우팅 테이블 설정을 따라간다.

byte[] sendData = new byte[1024];

// sendData에 대한 메세지 생성 작업 수행

String ip = "192.168.3.6";

int port = 54321;

DatagramSocket clientSocket = new DatagramSocket();

DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(sendData, sendData.length, InetAddress.getByName(ip), port);

clientSocket.send(sendPacket);

예를 들어, 리눅스의 route 설정이 유선랜 eth0과 무선랜 wlan0 모두 활성화되어 있고, default (0.0.0.0)에 대한 게이트웨이가 유선랜(eth0) 게이트웨이로 설정되어 있다고 가정하자. 이 때, 로컬 네트워크 밖에 있는 인터넷 상의 어떤 기기에 UDP 패킷을 보내고자 한다면, 자바 어플리케이션은 eth0을 통해서 패킷을 보낼 것이다. 이런 경우에 반드시 무선랜 wlan0으로 패킷이 나가도록 하고 싶으면 리눅스에서 route 명령으로 wlan0을 통해서 인터넷으로 나가는 경로를 설정해 주어야 한다.

문제는 서버의 입장에서 DatagramSocket에 특정 IP 주소를 지정해 버리면, 브로드캐스트(broadcast) 메세지를 받지 못하는 문제가 생긴다. 상대편에서 정확하게 IP 주소를 지정해서 보내는 경우에만 패킷을 받을 수 있고, 테스트해 본 결과, 가령 192.168.3.255 와 같은 destination IP로 전송되는 패킷은 받지 못했다.

이 경우에는 서버의 입장에서는 특정한 IP 주소를 지정하지 말고 모든 인터페이스와 모든 주소에 대해서 받을 수 있도록 해 두고, 일단 패킷을 받고 나서 전송자의 IP 주소 대역을 보고 판단하는 루틴을 코드에 추가하는 것이 좋을 것 같다. (이것이 best solution인지는 알 수 없으나, 현재로써는 이것이 working solution이다.)

byte[] receiveData = new byte[1024];

String port = 54321; // 원하는 포트 번호

DatagramSocket socket = new DatagramSocket(port);

DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(receiveData, receiveData.length);

socket.receive(receivePacket);