Transport-Layer Services

• Network-layer는 PC를 지칭하는 IP address 사용
• Transport-layer는 processes와 port를 통해 연결

port number

Socket address

Encapsulation and descapsulation

Multiplexing and demultiplexing

• 여러 개의 상위 계층 process가 Trnasport layer가 각각 에 맞는 address로 전송
• Multiplexing: 여러개의 data가 하나의 통로를 이용
• demultiplexing: 하나의 통로에서 여러개의 data 전달

pushing or pulling (flow control)

• push는 밀어 넣는다, pulling은 빼간다
• push에서만 folow control이 필요

Error control

• packet에 error가 있을 떄, 재전송 요청
• error control을 위해선 sequence number가 필요

congestion control

• router에서 일어남
• network 폭주시, 완화

Sliding window

• error control과 flow control 가능

Connection-oriented service

• four-way-handshake
• Connectionless service는 도착한 packet을 바로 상위 계층에 올리는 반면, Connection-oriented service는 순서에 맞춰 packet을 올림

• evnet/action

Transport layer protocol

Simple protocol

• 상위 계층에서 요청이 오면 계속 전송
• 항상 ready 상태

• simple protocol은 connectionless protocol로 flow control 및 error control 기능이 없음

Stop and wait protocol

• sender window와 receive window 모두 1

• window size로 인해 송신자가 대기 하게 되며 flow control이 이루어짐

• error가 발생한 packet(or ACK)은 버려서 송신 측이 time out으로 재전송 하게 함으로써 error control이 이루어짐

• sequence number를 0, 1, 0 , 1을 사용

• ACK 1 (0번 잘 받음), ACK 0 (1번 잘 받음)

• 하나 보내고, ACK 받고, 또하나 보내고, ACK 받고 반복
  - 비효율적
  

• bandwidth-delay product: 선로가 한번에 전송가능한 packet의 양
  • 선로 전체 크기 * 왕복 시간
    ex) 1Mbps선로, 1bit 왕복 시간이 20ms일때,
    ($1 \times 10^64) \times (20 \times 10^-3$) = 20,000
• 효율계산: 실제 전송되는 packet length / bandwidth-delay product
  (stop and wait protocol)
  ex) packet length가 1000bit 이면, 1000/20000 = 5%
  • stop and wait protocol은 비효율적임을 증명
  • packet을 하나씩이 아니라 여러개를 동시에 전송가능하다면 (ex 15) 75%까지 효율 상승

Go-Back-N protocol

• send window의 최대 크기: $2^m-1$

  • m = size of the sequence number filed in bits

• receive window의 크기: 1

• ACK를 수신받지 못하더라도 send window의 크기만큼 packet을 계속 전송

  • ACK n : n-1번 패킷을 잘 받았고 n번 패킷 전송 요청
    

send window

• $S_f$와 $S_n$ 사이의 error-free ACK가 도착했을 경우 send window를 slide 할 수 있다.
  

receive window

• receive window는 $R_n$에 해당하는 packet을 받았을 경우에만 ACK를 보내고 window를 slide한다.
• 위의 경우 packet 5 수신, ACK 6 송신

• FSMs
  
• sliding window로 flow control
• timeout으로 error control

• sending window가 $2^m$일 경우, timeout으로 재전송한 packet을 올바른 packet으로 인지하고 저장하게되어 error control이 되지 않는다.

• 만약 ACK2가 도중에 손실되더라도 ACK3이 잘 도착하면 1,2를 모두 다 잘 받았다는 의미로 정상적인 동작으로 이어진다.

• 만약 Packet이 손실되더라도 timeout으로 인해 Outstanding(Packet을 전송했지만 ACK는 받지 못한 것)을 전부 보내기 때문에 정상적인 동작으로 이어진다.

Selective Repeat protocol

• send window와 receive window의 최대 크기 : $2^{m-1}$
• Go-Back-N protocol과 다르게 다음에 받아야 할 packet이 도착해도 버리지 않고 저장함

send window

• Go-Back-N protocol과 마찬가지로 Ack를 받으면 window를 slid한다

receive window

• $R_n$에 해당하는 packet을 받으면 이전에 받은 packet을 포함하여 slid한다.
  ex) packet 3을 받으면 $R_n$은 5가 된다.

• Selective repeat에서 Ack는 해당 Ack만 잘 받았다는 의미
  ex) Ack 3(packet3 잘 받음), Ack 8(packet8 잘 받음)

FSMs

• Packet이 손실 되어도 timeout으로 재전송하고 이미 Ack를 받은 window를 포함해 slid
• 효율

• window 크기가 $2^{m-1}$인 경우 Ack가 손실되어도 send window와 receive window가 서로 부합하지 않아 error control이 이루어짐
• window크기가 $2^{m-1}$보다 큰 경우엔 sender가 timeout 으로 재전송하는 packet이 receive window에 해당되어 error control이 이루어지지 못함

Piggybacking

• 보낼 데이터에 Ack를 포함해서 보내는 것

Go-Back-N의 piggybacking

• Packet + Ack