[컴퓨터 통신] L4 Transport Layer

웩

---

Logical connection

Process-to-Process

• It provides a process-to-process communication between two application layers, one at the local host and the other at the remote host.
• Communication is provided using a logical connection.
  프로세스?🙄 → 실행중인 프로그램!😏

주소 체계: Port Numbers

• 전송계층에서 프로세스를 구분

• 데이터의 최종 목적지 선택에 있어 IP주소와 포트 번호는 역할이 다르다.
  • IP: 전세계의 호스트 중 특정 호스트를 찾기 위해 사용
  • 포트 번호: 특정 호스트 내에 있는 하나의 프로세스를 찾기 위해 사용

ICANN 범위

• ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)
  • 국제 인터넷 주소 관리 기구, 인터넷 도메인 관리와 정책을 결정
• Well-known ports
  • ICANN에 의해 배정되고 제어
• Registered ports
  • ICANN에 배정되거나 제어되지 않음, but 중복을 피하기 위해 등록될 수 있음
• Dynamic ports
  • 제어, 배정 x

• 포트 번호 할당 확인
  https://www.iana.org/assignments/service-names-port-numbers/service-names-port-numbers.xhtml

Socket address

• 전송 계층 프로토콜은 연결을 설정하기 위해 각 종단마다 IP 주소와 포트 번호가 필요
• IP address + Port Number → Socket address!
  • 클라이언트 소켓 주소는 클라이언트 프로세스 유일하게 정의
  • 서버 소켓 주소는 서버 프로세스 유일하게 정의

Encapsulation & Decapsulation

• 프로세스 간 통신을 위해 메세지를 캡슐화(Encapsulation), 역캡슐화(Decapsulation) 수행
  • Sender: Encapsulation, Receiver: Decapsulation

Multiplexing & Demultiplexing

• Multiplexing을 수행하는 device: Multiplexer (MUX)
• Demultiplexing을 수행하는 device: Demultiplexer (DEMUX)

Flow Control

• Pushing
  • Consumer로 부터 선 요구 없이, 정보가 생성될 때마다 정보 전달하는 경우
• Pulling
  • Consumer가 요구한 경우에만 Producer가 정보를 전송하는 경우

• Flow Control 예시

• Flow Control 방법: Buffer
  • 송·수신 전송 계층의 버퍼 이용
  • 버퍼? 송신측과 수신측에서 패킷을 저장할 수 있는 일련의 메모리 영역
    
    

Error Control

• Error Control
  • L3 신뢰성 제공 x, L4에 오류 제어 서비스 추가해 신뢰성 제공
• 제공 기능
  • 훼손된 패킷 감지 및 폐기
  • 손실되거나 제거된 패킷 추적, 재전송
  • 손실된 패킷이 도착할 때까지 순서 어긋난 패킷 버퍼에 저장

• Sequence Numbers
  • Sender L4: 어떤 패킷이 재전송되어야 하는지 알아야함
  • Receiver L4: 어떤 패킷이 중복되었는지 or 순서에 어긋나게 도착했는지 확인 가능해야함.
    → 패킷의 순서 번호(Sequence Number) 저장할 수 있도록 L4 패킷에 한 필드 추가
  • 헤더 안에 각 패킷의 순서 번호를 포함하기 위해서는 최대값이 설정되어야함
    • if) 패킷의 헤더에 sequence num을 위해 m비트가 설정, sequence num은 0~2^m-1 값의 범위를 가진다.
    • if) m=4 이면 sequence num은 0 ~ 15 사이의 값

For error control, the sequence numbers are modulo 2^m, where m is the size of the sequence number field in bits

• Acknowledgment
  • 확인 응답

Flow Control + Error Control

• Sliding Window
  • Sequence Num이 modulo2^m 이기 때문에 0 ~ 2^m-1까지의 sequence num을 원/선형 표현
  • 윈도우의 모든 조각이 채워지면, 버퍼가 다 차서 더이상의 메세지 수신 불가함 (Sender)
  • Ack 수신되면 윈도우 범위를 미끄러지듯 돌림

△ Sliding Window in circular format

△ Sliding Window in linear format

Congestion Control

• Congestion
  • 네트워크로 전송되는 패킷 수가 네트워크에서 처리할 수 있는 용량을 초과하는 경우 혼잡 발생
• Congestion Control
  • 혼잡을 제저하고 로드가 용량보다 작도록 하기 위한 기술
• 왜 발생하나요? 😕
  • 네트워크에서 혼잡은 라우터나 스위치가 패킷을 저장하기 위한 버퍼인 큐를 가지고 있기 때문에 발생

예를 들어, 라우터는 각각 인터페이스에 입출력 큐를 가지고 있음. 라우터에 도착하는 패킷들을 처리할 수 없으면 큐는 과부하가 되며 혼잡이 발생.

Connectionless Service

Connection-oriented Service

Connectionless & Connection-oriented

• FSM (Finite State Machine)
  • 가능한! 모든 상태와 상태 간의 transition으로 구성한 모델링 기법
• Connectionless FSM

• Connection-oriented FSM

---

글로벌소프트웨어캠퍼스와 교보DTS가 함께 진행하는 챌린지입니다.