전송 계층의 역할
전송 계층의 두 가지 역할
- 전송 계층은 목적지에 신뢰할 수 있는 데이터를 전달하기 위해 필요하다.
- 전송 계층에는 오류를 점검하는 기능이 있어 오류가 발생하면 데이터를 재전송하도록 요청한다.
- 전송된 데이터의 목적지가 어떤 애플리케이션인지 식별하는 기능도 있다.
연결형 통신과 비연결형 통신
- 전송 계층의 특징은 신뢰성과 정확성, 효율성으로 구분할 수 있다.
- 신뢰성/정확성은 데이터를 목적지에 문제없이 전달하는 것으로 연결형 통신이라고 한다.
- 효율성은 데이터를 빠르고 효율적으로 전달하는 것으로 비연결형 통신이라고 한다.
- 연결형 통신은 상대편과 확인해 가면서 통신하는 방식인 반면 비연결현 통신은 상대편을 확인하지 않고 일방적으로 데이터를 전송하는 방식이다.
- 연결형 통신 프로토콜에는 TCP가 사용되고, 비연결형 통신에는 UDP가 사용된다.
TCP의 구조
TCP란?
- TCP로 전송할 때 붙이는 헤더를 TCP 헤더라고 하고, 이 TCP 헤더가 붙은 데이터를 세그먼트라고 한다.
- 출발지 포트 (16bit)
- 목적지 포트 (16bit)
- 일련번호 (32bit)
- 확인 응답 (32bit)
- 헤더길이 (4bit)
- 예약 영역 (6bit)
- 코드 비트 (6bit)
- 윈도우 크기 (16bit)
- 체크섬 (16bit)
- 긴급 포인터 (16bit)
- 옵션
- 데이터를 전송하려면 가상의 독점 통신로를 확보해야 한다.
- 이것이 7코드비트 부분으로 초깃값은 0이고 활성화되면 1이 된다.
- 연결을 확립하려면 SYN, ACK가 필요하다.
3-way 핸드셰이크란?
- 데이터를 보내기 전에 연결을 확립하기 위해 패킷 요청을 세번 교환하는 것을 3-way 핸드셰이크라고 한다.
- 연결을 끊을 때도 FIN, ACK를 사용해 연결 종료를 확인한다.
일련번호와 확인 응답 번호의 구조
일련번호와 확인응답 번호란?
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TCP는 데이터를 분할해서 보내는데 일련번호는 송신 층에서 수신층에 이 데이터가 몇 번째 데이터인지 알려주는 역할을 한다.
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확인 응답 번호는 수신 측이 몇 번째 데이터를 수신했는지 송신 측에 알려주는 역할을 한다.
일련번호 3001번은 지금 보내는 200바이트 데이터의 첫 번째 바이트의 번호고, 확인 응답 번호는 다음에 보냈으면 하는 데이터의 첫 번째 바이트 번호가 된다.
즉, 컴퓨터1은 컴퓨터2로 200바이트의 데이터를 전송한다. (일련 : 3001, 확인응답: 4001) --> 컴퓨터2는 200바이트를 수신하고 다음에 수신하고자 하는 데이터 번호를 확인 응답 번호에 넣는다. 다음 수신하고자 하는 데이터는 3001+200 = 3201 이다. (일련 : 4001, 확인응답: 3201) --> 컴퓨터1은 컴퓨터2로 3201번부터 200바이트의 데이터를 전송한다. (일련 : 3201, 확인응답: 4001) --> 컴퓨터2는 200바이트를 수신하고 다음에 수신하고자 하는 데이터의 번호를 확인 응답 번호에 넣는다. 다음에 수신하고자 하는 데이터는 3201 + 200 = 3401 이다. (일련 : 4001, 확인응답: 3401) -
데이터의 일련번호와 확인응답 번호를 사용해서 데이터가 손상되거나 유실된 경우에 데이터를 재전송하게 되어 있는데 이것을 재전송 제어 라고 한다.
윈도우 크기란?
- 매번 확인 응답을 기다리는건 효율이 높지 않아 연속해서 세그먼트를 보내고 난 다음 확인 응답을 반환하면 효율이 높아진다.
- 받은 세그먼트를 일시적으로 보관하는 장소를 버퍼(buffer)라고 한다.
- 버퍼 덕분에 세그먼트를 연속해서 보내고 수신 측은 대응할 수 있고 확인 응답의 효율도 높아진다.
- 대량으로 데이터가 전송되면 보관하지 못하고 넘쳐버리는 것을 오버플로라고 한다.
- 오버플로를 막기 위해서는 버퍼의 한계 크기를 알고 있어야 하는데 그것이 TCP 헤더의 윈도우 크기 값이다.
- 윈도우 크기는 얼마나 많은 용량의 데이터를 저장해 둘 수 있는지를 나타낸다.
포트번호의 구조
포트번호란?
- TCP 헤더에 출발지 포트 번호와 목적지 포트번호가 있다.
- 이 포트번호들이 있기에 애플리케이션 구분이 가능하다.
- 포트번호는 주로 예약되어 있다. (잘 알려진 포트라고 한다. )
- 1024 미만: 서버측 애플리케이션에 사용되는 포트
- 1024 : 예약되어 있지만 사용되지 않는 포트-
1025 이상 : 랜덤 포트라 불리며 클라이언트 측의 송신 포트로 사용됨
애플리케이션 포트번호 SSH 22 SMTP 25 DNS 53 HTTP 80 POP3 110 HTTPS 443
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- 웹 브라우저로 접속할 때 임의의 포트가 자동으로 할당된다.
UDP의 구조
UDP란?
- 비 연결형 통신으로 효율성을 중요하게 여긴다.
- 데이터를 효율적으로 빠르게 보내기 때문에 스트리밍 방식으로 전송하는 동영상 서비스와 같은 곳에 사용된다.
UDP 헤더란?
- UDP헤더가 붙은 데이터를 UDP 데이터그램이라고 한다.
- 출발지 포트번호 (16bit)
- 목적지 포트번호 (16bit)
- 길이 (16bit)
- 체크썸 (16bit)
- UDP를 사용하면 랜에 있는 컴퓨터나 네트워크 장비에 일괄로 데이터를 보낼 수 있는 브로드캐스트를 할 수 있다.
얌얌