Computer Network #03-1. Transport Layer : Multiplexing and demultiplexing

1. Multiplexing / Demultiplexing 개요

Multiplexing (송신 측)

여러 프로그램(소켓)에서 온 데이터를 한꺼번에 모아서 네트워크로 보냄

• 각각의 데이터에 전송 계층 헤더(ex.port 번호)를 붙임
  (header는 나중에 식별할 때 사용)
• 합치기 느낌

Demultiplexing (수신 측)

수신된 데이터(segment) 를 받고, 헤더 정보를 확인해서 어느 프로그램(소켓)으로 보내야 할 지 결정

• 나누기 느낌

2. Demultiplexing 동작 방식

1) host가 IP datagram 수신

IP datagram 요소

• 송신지 IP Address
• 목적지 IP Address
• 전송 계층 Segment(TCP/UDP Segment format)

2) Segment 안 정보

• 송신지 포트 번호 (source port)
• 목적지 포트 번호 (destination port)
• 기타 헤더 필드 : TCP/UDP 옵션들
• application data (payload)
  진짜 보내려던 데이터 (ex. 메일, 채팅 등)

host는 IP address와 Port 번호를 보고 적절한 소켓(Process)으로 전달

3. Demultiplexing (UDP)

1) 초기 준비 단계
소켓 생성 후, 호스트 내부 포트 번호에 바인딩

serverSocket.bind(('', serverPort))

2) 송신 단계
UDP datagram을 보낼 때는목적지 IP Address + Port 번호를 명시 해야함

3) 수신 단계
수신한 UDP 세그먼트의 목적지 포트 번호를 확인하면,
해당 포트 번호에 바인딩된 소켓으로 세그먼트를 전달

• 목적지 port 번호가 같으면, 송신 IP address나 송신 port 번호가 달라도 모두 같은 소켓으로 전달
  (목적지 port 번호만 보고 소켓 결정)

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Example

송신자의 IP나 송신 포트는 다르지만,
목적지 포트만 같으면 같은 서버 소켓으로 들어오는 것을 확인 가능

Server

6428번 포트에 바인딩

serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
serverSocket.bind(('', 6428))

Client1

clientSocket 만들어서 데이터 보냄
source port: 9157, dest port: 6428

Client2

다른 clientSocket 만들어 데이터 보냄
source port: 5775, dest port: 6428

4. Demultiplexing (TCP)

4-tuple

TCP 소켓은 목적지 포트만 보는 게 아니라,
4개의 값을 모두 보고 구별
(모든 값이 일치해야 같은 TCP 소켓으로 판단)

• source IP address (송신자 IP 주소)
• source port number (송신자 포트 번호)
• destination IP address (수신자 IP 주소)
• destination port number (수신자 포트 번호)

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Example

서버는 이걸 전부 다른 연결로 구별해서 다르게 처리

• A에서 온 첫 번째 요청: (A, 49325, B, 80)
• A에서 온 두 번째 요청: (A, 49326, B, 80)
• C에서 온 요청: (C, 5775, B, 80)

송신 IP/Port까지 보면, 누가 보냈는지도 완전히 구별 가능 (TCP의 신뢰성을 높여줌)