스터디 - 흐름제어&혼잡제어

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tcp에서의 윈도우

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tcp에서 데이터를 송수신할 땐 두 개의 윈도우를 사용한다.
Send윈도우와 Receive윈도우이다.

Send윈도우

• 현재 200번까지 데이터는 수신자가 수신을 완료한 데이터이다.
• 201번부터 260번까지는 이미 보냈으나 수신자로부터 수신완료가 확인되지 않은 데이터들이다.
• 윈도우의 크기는 수신자에 의해 결정된다.

지금 그림에선 260번까지 데이터를 보냈으나 아직 수신자가 다 받았는지 알 수가 없다.

만약 수신자가 '다 받았어'라는 응답(ACK)을 주면 윈도우의 시작점이 261번으로 옮겨지게 된다.
반대로 수신완료했다는 응답이 없거나 뭔가 잘못됐다는 수신자의 응답이 있으면 201번부터 윈도우 사이즈만큼 데이터를 다시 보내게 되는 것이다.

Receive윈도우

• 200번까지는 애플리케이션이 버퍼로부터 데이터를 가져다 읽은 것이다.
• 현재 데이터는 260번까지 수신 받은 상태이고 201번부터 260번까지는 아직 애플케이션이 읽지 않았다.
• 다음으로 받아야 할 데이터는 261번부터 시작해야한다. 그렇지 않다면 뭔가 잘못된 것이다.

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흐름제어

송신 윈도우의 크기는 rwnd와 cwnd 중 작은 값이다.

• rwnd : 수신자가 받을 수 있는 윈도우 크기
• cwnd : 네트워크 혼잡을 피하기 위한 윈도우의 크기

• 수신자 윈도우의사이즈(rwnd)는 수신 받은 데이터만큼 감소한다.
• 수신자의 윈도우사이즈는 애플리케이션이 데이터를 읽은 만큼 증가한다.
• 송신자 윈도우사이즈는 Min(rwnd, cwnd)이다. (그림에선 rwnd만 고려)

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혼잡제어

라우터를 지나는 데이터 양이 라우의 Capacity를 넘어서면 처리량이 급도로 떨어지게 된다.

Slow start, exponential increase

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cwnd의 크기를 임계점(threshold)가 될 때까지 지수적으로 증가시킨다.

Congestion avoidance, additive increase

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혼잡이 감지될 때 까지 cwnd를 점진적으로 증가시킨다.

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혼잡제어를 위한 cwnd를 조절하는 두 방법은 상황에 따라 사용된다.

1. Slow start로 시작한다.
2. cwnd가 임계점을 넘어서면 Congestion avoidance 방식으로 바꾼다.

혼잡이 발생했을 때

• Timeout이 발생하면?
  임계점을 반으로 낮추고 cwnd를 1로 설정한다.

• 중복 Ack이 발생하면?
  현재 cwnd를 반으로 낮춘다.

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예시

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참고자료

• TCP/IP Protocol Suite 4th edition