TCP 세그먼트 구조)
1. 출발지 포트
2. 목적지 포트
3. 시퀀스 번호: 전송된 데이터 조각이 전체 데이터 중 어느 위치에 있는지 나타내는 값
4. ack 번호(확인 응답 번호): 수신한 데이토 조각 다음에 받을 조각을 알림. 이전에 수신받은 시퀀스 번호 +1
5. 플래그: 세그먼트의 속성을 나타내는 비트(U, A, P, R, S, F)
6. 윈도우 크기: 수신받을 버퍼의 크기
7. 헤더 길이
8. 예약 필드
9. 체크섬: 패킷 에러를 체크하기 위함
10. 긴급 포인터
11. 옵션
12. 애플리케이션 데이터
TCP 흐름제어)
슬라이딩 윈도우 - 수신 측에서 설정한 윈도우 크기만큼 전송, 동적으로 제어.
윈도우 크기 - 전송했으나 응답 받지 못한 데이터 + 지연 없이 전송 가능한 데이터, 송신 버퍼 범위는 수신 측의 여유 버퍼 공간 반영 동적으로 바뀜
비정상 윈도우 신드롬 - 수신 측의 처리 속도가 늦거나 송신 데이터의 크기가 작을 경우 효율이 안 좋다.
대화식 데이터 - 텔넷과 같은 실시간 통신 서비스에 사용, 비교적 작은 크기의 세그먼트들에게 40 바이트 헤더는 너무 과하다.
Nagle 알고리즘)
1. 전송할 데이터를 모아서 전송, 헤더 크기가 40바이트인데 1바이트를 위해서 40바이트를 쓰는 건 비효율적이다.
2. 송신 측은 다음과 같은 경우에만 전송한다.
- 애플리케이션으로부터 받은 데이터가 최대 세그먼트 크기가 될 경우
- 수신 측으로부터 확인 응답을 받은 경우
- 타이머가 완료된 경우
3. 네트워크과 애플리케이션 데이터 처리 요구를 동시에 고려
- 네트워크가 빠르면 작은 세그먼트도 처리 가능, 네트워크가 느리면 데이터를 모아서 전송해서 오버헤드 감소
혼잡)
망에 입력되는 트래픽 양이 망이 처리할 수 있는 한도를 초과한 경우 발생
해결책: 처리용량을 늘리면 된다. -> 비용 등으로 인한 현실적인 어려움
TCP 레벨에서 완전한 해결이 어렵다. 혼잡은 네트워크 레이어의 전반적인 문제이기 때문이다.
혼잡제어 해결 방법)
End-to-End 방식: TCP에서 독자적으로 해결, 고전적인 방식
Network-assisted 방식: SNA, DECbit, TCP/IP ECN, ATM, IP에서 라우터의 지연 상태를 TCP에 알려줌, 수신 측은 송신 측에 ECN flag 세팅해서 혼잡 상태 알려줌, ECN 3개의 flag
ECN(Explicit Congestion Notification))
TCP/IP 네트워크에서 혼잡 상태를 알리는 기술.
TCP/IP 헤더에 ECN 비트를 설정하여, 라우터나 스위치에서 혼잡이 발생할 경우에 해당 패킷에 ECN 비트를 설정하여 수신 측에 전달.
이를 통해 수신 측은 혼잡을 감지하여 즉각적으로 혼잡 제어 알고리즘을 적용하여 혼잡 상태를 완화할 수 있다.
ECN은 패킷 손실을 감지하는 방법과는 다르게, 혼잡 제어를 위한 새로운 기술로 활용.
ECN은 전송 지연을 최소화하고, 네트워크 성능을 향상하는 데에 유용.
혼잡 제어 방식)
예방적 혼잡 제어: 사전에 네트워크에 입력되는 트래픽 양 조절
- 사전에 전송할 데이터 양 정하기, 망 사업자와 계약 후 약속을 준수하는지 감시, 계약에 따라 패킷 우선순위 결정
반응적 혼잡 제어:
네트워크 체증이 발생할 때 트래픽 감소, 패킷 지연시간, 라우터의 버퍼 길이 등을 측정하여 혼잡 정도를 초기에 발견하고 제어
Congestion 발견 - 패킷 지연시간, 라우터의 버퍼를 측정
혼잡에 대한 대응 - 트래픽 제어를 위해 패킷 전송을 조절
혼잡제어는 라우터에서 하는 것이 적절하지만 현재는 TCP가 수행
TCP 혼잡제어)
Congestion 발견 - TCP는 송신한 패킷에 대하여 ACK를 수신해야 하는데, ACK가 timeout으로 도착하지 않으면 혼잡으로 예측
두 가지 반응 - 적은 양의 패킷을 보내고 점차적으로 양을 늘림(slow start), 혼잡 발생 시(timeout) 전송되는 양을 처음으로 리셋
