[네트워크] TCP 개념

TCP 특징

• Point to Point : 소켓 한쌍끼리의 통신을 책임 진다
• 신뢰적으로 순서대로 전송이 된다.
• 파이프 라인 형태로 감
• 데이터가 양방향으로 작용한다 둘다 sender receiver될수 있음.(duplex data)
• MSS : maximum segment size 윈도우 사이즈 만큼이 있음 . 이것에 해당하는 버퍼가 receiver에 필요함.둘다 리시버가 될 수 있기 때문에 버퍼가 각자 있음
• 연결 기반 3-way handshaking
• Flow control : receiver가 받아드릴수 있을 만큼 보내야됨
• Congestion control: 네트워크가 받아 드릴 수 있을 만큼 보내야됨
• 전송 단위는 세그먼트이며 , 트렌스포트 계층임.
• Ack가 Cumulate Ack임 (다음 순서를 Ack의 번호로 보냄)
• Fast retransmit( timeout터지기전에 Ack가 오고나서 중복 3번오면 유실로판단 : 총 4번)

 

 

TCP 세그먼트 구조

 

• checksum : 오면서 에러가 있었는지 없었는지
• Receive window : 리시브에 얼마나 공간이 남았는지 알려줘야됨

 

 

TCP Reliable Transmission

• Timeout 

타임아웃을 RTT로 설정하기에는 부족함 .

RTT는 모두 다르며 , 심지어 같은 경로를 거쳐 갔다 온다고 하더라도 다름

(그때 그때 라우터의 큐잉 딜레이가 다르기 때문)  .

추정 RTT에 + 알파를 해서 정함.

 

 

• 3 Dup ACK

중간에 하나가 빠진경우 , fast retransmit 이라고도 부름

Timeout터지기전에 ack가 오고나서 중복 3번오면 유실로판단 : 총 4번

타임 아웃보다는 심각한 문제는 아님

 

 

TCP Flow Control

개념 : sender 는 receiver의 버퍼를 오버플로우 하게 많이 보내지 않는다

 

샌더도 윈도우 사이즈가 있겠지만, 기본적으로 리시버의 남은 버퍼만큼 샌더가 보내야됨 

그래서 그 남은 공간을 알려줄 tcp헤더에 리시브 윈도우가 있음

플로우 컨트롤은  보내는 속도 조절? 양조절? 둘다 관련이 있으면 양이 적으면 속도도 적어지기 때문.

 

구현 자체는 단순한편

 

 

 

 

TCP 3-way handshaking

 

포인트 투 포인트 연결을 하여 데이터를 보내려면 연결을 하는 작업이 필요하고 서로의 시퀀스넘버가 몇번인지도 교류해야한다. 3-way handshake를 함으로써 이과정을 수행함.

 

Sender 입장:

SYN msg 보냄 seqence넘버도 같이 알려줌

SYNACK 받음

ACK 보냄 

 

3가지 절차를 이루면 이 이후부터는 연결이 된 것으로 DATA를 보내게 된다. 보통 마지막 ack부터 데이터를 실어 보냄.

 

 

 

TCP Sender의 전송 속도 양 & 속도

 

Min(Net, Recv) 값에 맞추어야 한다.

하지만 recv의 남은 버퍼는 헤더에 포함되어 오기 때문에 어느정도 알 수가 있지만, network의 혼잡도는 정확히 알 수가 없다.

 

Network의 혼잡도를 보고 제어하는것이 Congestion control

 

 

 

 

Congestion Control

 

네트워크의 복잡도를 컨트롤 하기 위하여 대표적으로 두가지 방법을 씀

 

• End - end congestion control : 네트워크에서 피드백을 주지 않고 알아서 유추하는 방법 (TCP)
• Network-assisted congestion control : 라우터가 종단시스템에게 피드백을 주는 방법

TCP에서 둘 중에 현재 쓰이는건 첫번째. 

피드백을 주지 않아도 보내면서 전송이 안된다던가 느리게 된다는 횟수로 유추할 수 있음 그렇기 때문에 정확하지 않음. 한마디로 intuition임

 

그렇다면 어떻게 유추를 할 것인가 ? 3가지 단계를 거쳐 유추함 

 

• Slow start 처음엔 적은양의 데이터를 보냄

• Additive increase (exponential하게 증가 시킴)

• Multiplicative decrease (절반으로 줄여버림)

 

 

 

Threshold에 도달하기 전까지는 익스포넨셜 하게 증가

Threshold에 도달하면 리니어하게 증가

 

 

 

 

TCP Tahoe vs TCP Reno 

 

Tahoe는 1980년대 방법

Reno는 요즘 방법  

Timeout일 경우 큰 문제라서 Tahoe 방식과 똑같이 작용

 3-dup ack일 경우 큰 문제는 아니므로 Threshold만큼만 줄이고 리니어하게 증가 시킨다.

 

신기하게도 사람이 많아져도 이 방법을 하면 TCP는 네트워크를 결국 Fairness하게 이용하게 만든다.