TCP / IP

internet 상에서 사용하는 communication protocol이 여러 개 있는데, 이 중 가장 많이 사용하는 것은 TCP/IP 입니다.

 

아래 그림을 보면, 데이터가 전송될 때 전송 계층의 'TCP'와 네트워크 계층의 'IP'를 이용합니다.

각 계층에는 많은 통신 규약이 있는데, 이 두 가지의 조합을 이용합니다.

 

그래서 두 개의 다른 프로토콜을 붙여서 하나의 프로토콜처럼 TCP/IP 라고 말합니다.

 

계층을 내려가면서, 각 계층에서 header를 붙여 전송하게 됩니다.

IP header, TCP header 등을 붙입니다.

 

receiver 쪽에서 이 header를 반대로 하나씩 떼어가면서 마지막에 데이터를 읽게 됩니다.

 

 

 

[출처 : https://www.researchgate.net/figure/Conceptual-model-of-the-TCP-IP-protocol-stack_fig1_319253619]

 

 

1. 데이터를 보내는 전반적인 과정을 한 번 보자

 

sender가 1GB의 데이터를 보낸다고 하자.

1GB를 하나의 message에 실어서 보내는게 아니다. 이를 작은 단위로 쪼개서 보내게 된다.

1GB를 쪼갠 후, 각 데이터마다 원래 데이터에서의 순서를 적어 놓는다.

 

그렇게 되면 순서대로 도착하지 않은 데이터를 receiver에서 데이터를 올바로 조립할 수 있게 된다.

 

또 다른, 이유로 receiver에서 4번 데이터를 받았다면, sender에게 ACK이라는 것을 보내게 된다.

즉, '나 4번 데이터 잘 받았음!' 이라는 뜻이다. 

 

이렇게 유실없이 데이터를 모두 받을 수 있게 된다.

 

 

 

 

 

 

2. 이 과정에서 생기는 문제점과 더 자세한 과정을 보자

 

(1) 신뢰성 있는 데이터 전송

 

어떻게 유실없이 데이터를 전송할 수 있는지를 알아보자.

 

4번 데이터를 보내고, receiver가 이를 잘 받았다면 ACK를 보내게 된다. 

ACK message 안에 '4번 데이터 잘 받았음' 이라고 쓰고 보낸다.

sender는 이 message를 받으면 4번 데이터를 잘 받았구나라고 인식하게 됩니다.

 

만약 보낸 4번 데이터에 대한 일정시간 안에 ACK를 받지 못했다면,

sender는 4번 데이터를 재전송하게 됩니다.

 

 

 

(2) handshake

 

TCP는 connection-oriented 라고 합니다.

 

 

 

 

(3) 데이터 전송 속도 제한

 

데이터를 전송하는 속도를 한없이 높일 수 없다.

 

여기에는 크게 두 가지 이유가 있다.

 

- 모든 sender가 높은 속도로 데이터를 보내게 되면, 네트워크 정체가 발생하기 때문이다.

- receiver가 들어온 데이터를 처리하는 속도에 한계가 있고, 이를 잠시 저장해두는 buffer 사이즈에 제한이 있기 때문이다.

 

 

여기에서 등장하는 개념은 window 이다.

receiver 쪽에서 자기가 한 번에 얼만큼의 데이터를 받을 수 있는지 sender 쪽에 알려주게 되면

sender는 이를 window 크기로 설정한다. 이 한 번에 최대 설정한 window 크기 만큼만

보낸다. 이것이 'receive window'이다. (flow control)

 

네트워크 정체를 컨트롤하기 위해 설정하는 window가 있다. 이것이 'congestion window'이다.

(congestion control)