TCP (2)

TCP Segment

TCP의 형식

• Source Port : 송신자의 IP 주소, Port 번호
• Destination Port : 수신자의 IP 주소, Port 번호
• Sequence number : TCP 전송 시 전송되는 Packet에 붙는 번호.
  전송 순서를 위해 사용
• Ack number : Packet 수신 후, 확인 응답과 다음 Packet 요청을 위해 사용
• Head len : 헤더 길이 표현
• Not used : 공백
• UAPRSF : 1-bit 길이의 Flag 비트 용도
  • U : Urgent 긴급한 데이터를 표기하기 위해 사용
  • A : 통신 시작, 종료 시 Ack의 의미 부여를 위해 사용
  • P : Push 데이터를 Push하여 먼저 송신하기 위해 사용
  • R : Restart 통신 재시작을 위해 사용
  • S : Syn 통신 시작 시 연결을 위해 사용
  • F : FIN 통신 종료 시 연결 해제를 위해 사용
• Receive window : 수신자 측의 여유 Buffer 용량
• checksum : 데이터의 오류 검증을 위해 사용
• Urg data pointer : 긴급한 데이터 표기를 위해 사용

TCP Header의 필수 내용.
32-bit 길이 5줄 --> 총 20bytes 크기로,

TCP Header의 최소 크기 = 20bytes이다.

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TCP 기능

흐름 제어

• Sliding Window
  전송이 정상적으로 진행되기 위해서는 수신자 측의 Buffer 용량을 넘어서지 않아야 한다.
  Sliding Window는 수신자의 확인 없이도 송신자 측에서 전송할 수 있는 데이터 크기를 제한 및 제어
  
  Window Size : 전송했으나 Ack를 받지 못한 데이터 + 확인 없이 보낼 수 있는 데이터
  Window Size는 수신자 측의 여유 Buffer 크기에 따라 바뀔 수 있다.

혼잡 제어

"혼잡 제어"는 통신 망 자체의 트래픽 양에 영향을 받는다.
네트워크 통신 망의 트래픽을 확인하여 "전송하는 데이터 양을 정하는 방법"이다.

TCP에서 사용하는 Window는 2가지가 있다

1. Awnd (Advertised Window)

   • 수신자 측의 Buffer 중 비어있는 여유 공간의 크기
   • 초기 통신 연결 단계에서는 최대 버퍼 크기 의미한다.

2. Cwnd (Congestion Window)

   • TCP가 Packet 전송 시 Ack를 받지 않고도 연속해서 보낼 수 있는 Packet의 양
   • 흐름 제어만을 고려하면 Awnd 만큼의 Packet을 전송,
     혼잡 제어를 위해서는 Cwnd 만큼의 Packet을 전송한다.

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TCP 혼잡제어 방식

1. Additive increase multiplicative decrease

1. 데이터량을 점차 증가시킨다.
2. 데이터 손실 or 문제 발생 시 --> 데이터량 대폭 감소
3. 다시 데이터량 점차 증가

데이터 전송 문제의 형태에 따라 처리 방식 변화

• 동일한 ACK를 3개 받을 경우 (하나의 Packet에 대해 지속적인 Ack 요청이 들어올 경우)
  • 심각하지 않은 혼잡으로 판단
  • Timeout이 되기 전에 해당 Packet을 재전송
  • 데이터 전송량을 1/2로 줄이고, linear하게 증가시킨다

• Timeout이 발생할 경우
  • 심각한 혼잡으로 판단
  • 데이터 전송량을 처음 시작했던 부분까지 감소
  • 이후 점차 증가

2. TCP Tahoe

• 시작 Window Size = 1
• Threshold 까지는 Slow Start 방식 사용 (Window Size를 2배씩 증가)
• Threshold 이후 AIMD 방식 사용 (Window Size를 1씩 증가)
• 3개 Ack 중첩 혹은 Timeout 발생 시
  -> Threshold를 1/2로 설정, Window Size를 1부터 다시 시작한다.

3. TCP Reno

• 시작 Window Size = 1
• Threshold 까지는 Slow Start 방식 사용 (Window Size를 2배씩 증가)
• Threshold 이후 AIMD 방식 사용 (Window Size를 1씩 증가)
  --> 여기까지는 TCP Tahoe와 동일
  
  
• Ack 중첩 시 : Window Size를 1/2로 줄이고, 해당 값을 Threshold 값으로 설정
• Timeout 발생 시 : Window Size를 초기값으로 설정, Threshold는 그대로 둔다.