006. 전송계층 : 신뢰할 수 있는 데이터 전송하기

Cornchip·2022년 10월 13일

모두의 네트워크

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목차
1. 전송 계층의 역할
2. TCP의 구조
3. 일련번호와 확인 응답 번호의 구조
4. 포트번호의 구조
5. UDP의 구조

전송 계층의 목적 : 목적지에 신뢰할 수 있는 데이터를 전달하기 위해서이다.

데이터가 손상되거나 유실되어도 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층에서는 아무런 조치를 해주지 않는다.
전송 계층의 기능
1. 오류를 점검하는 기능
  
  오류가 발생하면 데이터를 재전송하도록 요청한다.
2. 전송된 데이터의 목적지가 어떤 애플리케이션인지 식별하는 기능

TCP 헤더 : TCP로 전송할 때 붙이는 헤더
세그먼트(segment) : TCP 헤더가 붙은 데이터
TCP 헤더 의 내용과 순서
1. 출발지 포트 번호(16비트)
2. 목적지 포트 번호(16비트)
3. 일련번호(32비트)
4. 확인 응답 번호(32비트)
5. 헤더 길이(4비트)
6. 예약 영역(6비트)
7. 코드 비트(6비트)
8. 윈도우 크기(16비트)
9. 체크섬(16비트)
10. 긴급 포인터(16비트)
11. 옵션
Connection(연결) : 데이터를 전송하기 위해서 먼저 확보해야 하는 가상의 독점 통신로
코드 비트의 6개 비트에는 Connection 제어 정보가 기록된다.
- URG, ACK, PSH, RST, SYN, FIN
- SYN(연결요청)과 ACK(확인응답)가 있으면 Connection을 확립할 수 있다.

three-way handshake : 신뢰할 수 있는 Connection을 하기 위해 데이터를 전송하기 전에 패킷 요청을 세번 교환한다.

컴퓨터1~컴퓨터2
1. Connection 확립 요청 : SYN

컴퓨터2~컴퓨터1
2. Connection 확립 응답 + Connection 확립 요청 : ACK + SYN

컴퓨터1~컴퓨터2
3. Connection 확립 응답 : ACK

컴퓨터1~컴퓨터2
1. Connection 종료 요청 : FIN

컴퓨터2~컴퓨터1
2. Connection 종료 응답 + Connection 종료 요청 : ACK + FIN

컴퓨터1~컴퓨터2
3. Connection 종료 응답 : ACK

3-way 핸드셰이크가 끝나고 실제 데이터를 보낼 때는 일련번호와 확인응답번호를 사용한다.
TCP는 데이터를 분할해서 전송한다.
일련번호 : 송신 측에서 수신측에 분할된 데이터 중 몇 번째 데이터인지 알려준다.
확인 응답 번호 : 수신 측이 몇 번째 데이터를 수신했는지 송신 측에 알려주는 역할 + 다음 번호의 데이터를 요청하는 곳에도 사용된다.(확인 응답)
재전송 제어 : 일련번호와 확인 응답 번호를 사용하여 데이터가 손상되거나 유실된 경우에 데이터를 재전송한다.

위의 방식은 세그먼트당 요청/응답을 한 번 반환하는 통신이다.
그러나 이는 효율이 좋지 않다.
따라서 세그먼트를 연속해서 보내고 난 후 확인 응답을 반환하는 방식을 사용한다.
버퍼 : 세그먼트를 일시적으로 보관하는 장소
오버플로우 : 수신측에 대량으로 보관된 세그먼트들에 의해 버퍼가 버티지 못하는 현상.

윈도우 크기 : 버퍼의 한계 크기 = 확인 응답을 일일이 하지 않고 연속해서 송수신할 수 있는 데이터 크기

이를 넘어서면 오버플로우가 발생한다.
윈도우 크기의 초깃값은 3-way 핸드셰이크 도중에 판단한다.

UDP의 장점 : 데이터를 효율적으로 빠르게 보내는 것
UDP 데이터그램 : UDP 헤더가 붙은 데이터
UDP 헤더 의 내용과 순서
1. 출발지 포트 번호(16비트)
2. 목적지 포트 번호(16비트)
3. 길이(16비트)
4. 체크섬(16비트)
브로드캐스트 : UDP를 사용해서 랜에 있는 컴퓨터나 네트워크 장비에 데이터를 일괄로 보내는 것.

TCP 방식에서는 헤더에 목적지를 지정하기 때문에 적합하지 않은 방식이다.