오늘은 TCP에서 제공하는 흐름제어 과정에 대해 공부 해 보자!
흐름제어
TCP 송수신 과정에서 만약 수신측에서 처리할 수 있는 양보다 송신측의 전송량이 더 많다면 어떻게 될까, 전송된 패킷이 수신측 큐에 들어가지 못하고 손실되어 버리는 일이 발생할 것이다!
이러한 데이터 손실을 방지하기 위해 흐름제어가 필요한데, 즉 흐름제어란
💡 흐름제어란?
송신측과 수신측 사이의 데이터 처리 속도 차이를 해결하기 위한 기법이다.
이러한 흐름 제어의 방법 중 대표적인 두가지를 살펴보면, Stap and Wait 과 Sliding Window 있다!
Stop and Wait (정지-대기)
Stop and Wait 은 매우 단순한 방법이다
보내고, 기다렸다가, 확인이 되면 다시 보낸다
매번 전송한 패킷에 대해 응답을 받아야만 다음 패킷을 보낼 수 있다.
매우 간단하지만 이로 인해 매우 비효율적이고 느린 방법이다.
Sliding Window
Stop and Wait 방법의 비효율성을 개선시킨 방법이다.
수신측에서 설정한 윈도우 크기 만큼 송신측에서 확인 응답 없이 세그먼트를 전송할 수 있게 하여 데이터 흐름을 동적으로 조절한다!
이 때 윈도우란 송신, 수신 스테이션 양쪽에서 만들어진 버퍼를 말하고, 이 윈도우의 크기는 [가장 최근 ACK로 응답한 프레임 수] - [이전에 ACK 프레임을 보낸 프레임 수] 이다.
TCP로 통신하는 송신측, 수신측은 각각의 윈도우를 유지한다.
송신측은 송신 윈도우를 유지해 송신 윈도우 크기만큼 한번에 데이터를 보낼 수 잇고, 수신측도 수신 윈도우를 유지하며 수신 윈도우 크기만큼 데이터를 한번에 받을 수 있다.
이 때 양측 윈도우의 크기는 지난 포스팅에서 다룬 TCP 헤더의 Window Size 필드에 의해 설정되게 된다.
말로는 100% 이해하기 어려워 윈도우를 이용한 송신, 수신간의 통신 과정을 그림으로 정리 해 보았다!
송신 윈도우
- 현재 송신 윈도우의 크기 (=4) 만큼 ACK 수신 없이 보낼 수 있음
- 1,2번은 이미 ACK 수신 완료되었으며 3~6은 즉시 전송 가능한 상태, 7~10은 아직 전송할 수 없음
수신 윈도우
- 현재 수신 윈도우 크기는 4이고 최대 4Byte 까지 ACK 송신 없이 받을 수 있음을 의미
- 만약 들어오는 세그먼트에서 처음 수신되는 바이트가 3이 아니라면 이는 순서대로 도착하지 않음을 의미!
- 재조립을 위해 버퍼에 보관한 뒤 수신하는 바이트가 기다리던 3이면 즉시 처리한 후, ACK 를 전송한 후 윈도우를 한칸 이동시킴
송신 윈도우
- 3,4 를 전송하면 이에 대한 ACK 응답이 올 때 까지 대기
- 5,6 은 즉시 전송이 가능함
- 이 때, 만약 3,4 를 전송하고
RTO (retransmission timeout)까지 ACK 가 도착하지 않으면 3,4 가 포함된 세그먼트가 유실되었다고 판단 후 재전송
수신 윈도우
- 3,4 를 수신한 후 윈도우를 2칸 이동
ACK 5를 전송하여 다음에 수신되어야 할 바이트가 5라고 알려줌- 재전송된 세그먼트를 받은 경우 윈도우가 이미 중복된 세그먼트(3,4)를 포함하지 않으므로 중복 세그먼트는 무시하고 ACK 5 만 재전송한다
하지만, RTO 타이머가 만료되었다는 것이 항상 세그먼트의 유실을 의미하지는 않는다! 세그먼트가 아직 수신측에 도달하지 않았을 수도 있고, 수신측에서 보낸 ACK 응답이 유실되었을 수도 있다!
오늘은 이와같이 흐름제어에 대해 공부해보았다! 지난번 포스팅에서는 너무 겉핥기식으로 한 것 같아 좀 더 자세하게 알아보았다! 재밌다! 후후
