네트워크 TCP/IP 4계층 - 전송 계층(Transport Layer)

전송 계층

• 데이터의 전달을 신뢰성 있게 해주고 송신자와 수신자 간의 데이터 흐름을 제어

기능

• 데이터 분할 및 재조립 : 큰 데이터 블록을 전송하기 위해 작은 세그먼트로 분할하고 수신 측에서 이를 재조립함
• 신뢰성 : 데이터의 신뢰성 있는 전송을 보장함(TCP의 경우)
• 흐름 제어 : 송신자와 수신자 간의 데이터 전송 속도를 조절
• 오류 제어 : 전송된 데이터의 오류를 검출하고 수정함(TCP의 경우)
• 다중화 : 여러 응용 프로그램이 동시에 네트워크를 사용할 수 있도록 함

TCP(Transmission Control Protocol)

• 연결 지향성 : 통신을 시작하기 전에 송신자와 수신자 간에 연결을 설정
  • 이를 위해 3-way 핸드 세이크 과정을 거침
• 신뢰성 : 데이터의 전송의 신뢰성을 보장
  • 데이터가 올바르게 전달되었는지 확인하기 위해 ACK(acknowledgment)메시지를 사용
• 흐름 제어 : 송신자가 수신자의 수신 능력을 초과하지 않도록 조절
  • 이를 위해 윈도우 크기 조절과 같은 메커니즘을 사용
• 오류 제어 : 데이터 전송 중 발생한 오류를 검출하고 수정
  • 데이터가 손상되거나 누락된 경우, 재전송 메커니즘을 사용
• 혼잡 제어 : 네트워크 혼잡을 방지하기 위해 송신 속도를 조절

가상회선 패킷 교환방식

오류검사 메커니즘

1. 재전송 : 시간 초과 기간이 지나면 서버는 전달되지 않은 데이터에 대해 재전송을 시도
2. 체크섬 : 체크섬을 통해 무결성을 평가
   • 즉, 송신된 데이터의 체크섬과 수신된 데이터의 체크섬 값을 비교해서 올바르게 왔는지를 확인

사용 예

• 파일 전송(FTP)
• 이메일(SMTP)
• 웹 브라우징(HTTP/HTTPS)

TCP 3-way 핸드세이크

1. SYN : 클라이언트가 서버에 연결 요청을 보내는 단계
2. SYN - ACK : 서버가 요청을 받고 클라이언트에 응답하는 단계
3. ACK : 클라이언트가 서버의 응답을 확인하고 연결을 설정하는 단계

UDP(User Datagram Protocol)

• 비연결성 : 연결 설정 과정 없이 데이터를 전송
• 단순함 : 데이터 전송을 위한 오버헤드가 적음
  • TCP와 달리 신뢰성, 흐름 제어, 혼잡 제어를 제공하지 않음
• 빠른 전송 : TCP보다 빠르게 데이터를 전송할 수 있음
  • 이는 실시간 응용 프로그램에 유리
• 데이터그램 : 데이터는 독립적인 데이터그램 단위로 전송
  • 각 데이터그램은 독립적으로 처리되며 순서가 보장되지 않음

데이터그램 패킷 교환 방식

사용 예

• 실시간 스트리밍(음성, 영상)
• 온라인 게임
• DNS 조회

TCP와 UDP 비교

항목	TCP	UDP
패킷 교환 방식	가상회선 패킷 교환	데이터그램
신뢰성	높음	낮음
오류 검사	재전송, 체크섬	체크섬
패킷의 순서 보장	보장함	보장하지 않음
헤더 길이	20-60 바이트	8 바이트
연결 보장	연결을 보장함 3-way 핸드셰이크로 연결을 맺고 4-way 핸드셰이크로 연결을 해제	연결 설정 및 해제 불필요
브로드캐스트 지원 여부	지원하지 않음	지원함
속도	상대적으로 느림	상대적으로 빠름