03-2

---

📌 How does TCP provide end-to-end reliability?

실제 인터넷이 reliable하지 않기 때문에 (link error, packet loss ...) reliable TCP를 이용한다.

💡 Challenges of Reliable Data Transfer

TCP가 해결해야 하는 문제점

• reliable channel

• channel with but errors
  checksum을 이용한다.

• lossy channel with bit errors
  congestion이 일어나면 packet loss가 일어날 수 있다.

• reorder packets
  receiver cannot distinguish loss from out-of-order
  sender 쪽에서는 order하게 보냈는데 receiver가 out-of-order로 받은 경우

  만약 receiver가 packet을 1 (empty) 3 4 5 6 ...
  식으로 받았다고 할 때,
  저 empty가 늦게 오는 것인지 loss가 난 것인지 receiver는 알 수 없다.

---

💡 TCP Reliable Delivery

Timeout은 누가 재는거야? sender? receiver?

• Detect bit errors : checksum
  Used to detect corrupt data at the receiver
  checksum 후에 error가 있으면 drop하고 sender가 timeout와서 retransmission을 기다린다.
• Detect missing data : seqeunce number
  Used to detect a gap in the stream of bytes
  sequence number가 비는 곳을 확인해 loss난 곳이 어디인지 확인한다.
• Recover from lost data : retransmission
  Sender retransmits lost or corrupted data

---

💡 TCP ARQ

ARQ (Automatic Repeat reQuest)

• ACK and Timeout

  • Receiver sends ACK when it receives packet
  • Sender waits for ACK and times out
    sender는 ACK이 정확이 언제오는지 모른다.

• Stop and wait ARQ

  • Simplest ARQ protocol
  • Send one packet, stop and wait until ACK arrives
    UDP 처럼 data를 보내고 다음 데이터를 바로 보내는 것이 아닌,
    데이터를 보내고 ACK을 기다린다.

---

💡 TCP sender events

data received from application layer -> transport layer

• create segment with seqeunce number
• start timer if not alreadt running
• timeout
  • retransmit segment that caused timeout
  • restart the timer
• ACK received
  if ack previously unacked segments
  • update what is known to be ACKed
    기존의 timer를 지워버린다.
  • start timer if there are still unacked segments

---

💡TCP : retransmission scenarios

Duplicate data
중복된 데이터

ACK을 잃어버린 경우 (if no cumulative ACK)
host B는 ACK = 100을 보냈는데 ACK이 loss가 나서 A에게 전해지지 않았다.
A는 ACK이 오지 않았기 때문에 seq=92를 retransmit 해준다.

이렇게되면 hostB (receiver)는 seq=92를 두 번 받은 것이 된다.
이렇게 중복된 데이터를 받는 것을 Duplicate data 라고 한다.

receiver는 duplicate data를 받으면 drop한다.
그리고 duplicate data 가 왔기 때문에 ACK loss인 상황을 안다.
그래서 ACK = 100 을 다시 보내준다.

---

Data packet 이 loss난 경우
packet이 loss나면 ACK이 전송되지 않는다.
그렇기 때문에 timeout이 발생하여 sender는 retransmission을 해준다.

이렇게 retransmission data를 receiver가 받게 되면 그 때 ACK을 보낸다.

---

Cumulative ACK
ACK=100 을 전송하다가 loss가 났지만
seq=1--에 대한 ACK=120은 잘 전송이 됐기 때문에 retransmission은 없다.

---

Premature timeout (조급한 타임아웃)
seq=92, seq=100에 대한 ACK=100, ACK=120이 hostA의 timeout 내에 도착하지 못했다.
따라서 sender는 receiver가 데이터를 받지 못한것으로 간주하여 retransmit 해줬다.

retransmit 후에 아까 보낸 receiver의 ACK이 sender에게 전달되었다.
하지만 receiver는 중복된 seq=92 데이터를 두 번 받은 것이다.
이를 Duplicate data 라고 한다.

receiver B는 ACK의 timeout인지 ACK loss 인지 알 수 없다.
따라서 중복된 데이터는 drop하고 다음 받을 데이터인 ACK=120을 보낸다.

📌 불필요한 data와 ACK의 재전송이다.