TCP 통신 과정
3 way handshake
- TCP는 연결 지향 프로토콜로 두 호스트가 통신하기 전에 연결을 위한 관계를 수립
4 way handshake
- 연결을 종료
TCP 상태 전이도 - Client
TCP 상태 전이도 - Server
TCP 타이머 - Retransmission
- 송신측이 패킷을 매번 전송할 때 카운트
- RTO(Retransmission Timeout) 내 ACK 응답이 오지 않으면 재전송
- RTO는 RTT(Round Trip Time)에 따라서 가변적으로 변함
- SRTT(Smoothed Round - Trip Time), RTTVAR(Round-Trip Time Variation)
- alpha=1/8, beta = 1/4, R = 측정된 RTT 값, G = clock granularity
- RTTVAR = (1 - beta) RTTVAR + beta |SRTT -R|
- SRTT = (1 - alpha) SRTT + alpha R
- RTO = SRTT + max(G, 4 * RTTVAR)
RTT - PCAP
Wireshark > Menu > statistics > TCP Stream Graph > Round Trip Time graph
TCP 타이머 - Persistence
- 윈도우 사이즈 관련 타이머
- 수신측에서 용량 부족으로 윈도우 사이즈 없음을 보내고 다시 용량에 여유가 생기면 송신측에 요청
- 중간에서 윈도우 사이즈 > 0 을 보내는 ACK이 유실되면 서로 통신 간 문제 발생
- 수신측 윈도우 사이즈 = 0 을 보낼 경우 Persistence 타이머 가동 - RTO
- Persistence 타이머가 종료되면 Probe(ACK 재전송 요청)를 보내고 타이머 재 가동
- 다시 타이머가 종료되기 전에 ACK을 수신 못하면 시간을 2배 늘리고 Probe 재 전송
- 타이머의 임계치는 60초
TCP 타이머 - Time waited
- TCP 연결 종료후에 특정 시간만 연결을 유지
- MSL(Maximum Segment Lifetime) = 120초, TIME_WAIT = 2MSL
- 다른 연결이 맺어진 상태에서 이전 연결의 지연/중복 패킷 도착으로 인한 문제 발생
TCP 타이머 - Keepalive
- TCP연결 유지 타이머
- TCP 연결을 맺고 수신측에서 2시간 동안 송신하는 패킷이 없으면 수신측은 75초 단위로 Probe 전송
- Probe 9개를 보내고 응답이 없으면 연결 종료
- Probe 9개 이전에 응답이 있으면 타이머는 재 설정됨
흐름 제어
Flow Control
- 송신과 수신측의 데이터 처리 속도 차이를 해결
- Sliding Window 기법, Window = 데이터 전송을 위한 버퍼
- 버퍼 사이즈중 Window = 4
- TCP Data 중 1을 프로세스에서 Read 처리
- Window Size = 5, 송신측에서 Size 확이 후 데이터 전송
윈도우 사이즈 = 마지막 수신한 데이터 - 프로세스가 처리한 데이터
혼잡 제어
Congestion Control
- 수신측으로 유입되는 트래픽의 양이 정해진 대역폭을 넘어가지 않도록 제어
- AIMD(Additive Increase/Multiplicative Decrease) - 패킷 전송시 문제 없으면 Window size 1씩 증가, 타임아웃 또는 loss 시 패킷 속도 1/2 감소 초기에 높은 대역폭 사용 불가, 미리 혼잡 상태 감지 불가
- Slow Start - 패킷 전송시 문제 없으면 Windows size 2배씩 증가, 혼잡 상태 발생시 1로 변경, 사전 혼잡 상태를 기록하고 Windows size 절반까지 2배씩 증가 후 1씩 증ㅇ가
- Fast Retransmit - TCP Tahoe / Fast Recovery - TCP Reno - 수신측에서 먼저 와야 하는 패킷이 오지 않고 다음 패킷이 오게 되어도 송수신측에 ACK을 보냄 송신측은 타임아웃 시간을 기다리지 않고 중복된 순번의 패킷을 3개 받으면 재전송
- 개선된 Fast Retransmit / Fast Recovery - TCP New Reno, SACK ( TCP Tahoe + Selective Retransmit)
Wrap up
- TCP는 초기 연결은 3 way handshake로 정상적인 연결 종료는 4 way handshake을 사용한다.
- TCP 타이머는 Retransmission, Persistence, Time waited, Keepalive가 있다.
- Flow Control은 송신과 수신측의 데이터 처리 속도 차이를 해결하는 방법
- Congestion Control은 수신측으로 유입되는 트래픽의 양이 정해진 대역폭을 넘어가지 않도록 제어
신입 개발자