전송 계층의 역할

• 물리 계층, 데이터 계층, 네트워크 계층의 3계층이 있으면 목적지에 있는 데이터를 보낼 수 있다. 하지만 데이터가 손상되거나 유실되더라도 이들 계층에서는 아무것도 해주지 않는다.

• 전송 계층은 목적지에 신뢰할 수 있는 데이터를 전달하기 위해 필요하다.
  

• 전송 계층:

  • 오류를 점검하는 기능이 있다. (오류가 발생하면 데이터를 재전송하도록 요청)
  • 해당 데이터가 어떤 애플리케이션에서 사용하는 데이터인지 판단

연결형 통신과 비연결형 통신

전송 계층의 특징

• 신뢰성/정확성

  • 데이터를 목적지에 문제없이 전달
  • 연결형 통신: 상대편과 확인해 가면서 통신하는 방식
    • TCP: Transmission Control Protocol(전송 제어 프로토콜)

• 효율성

  • 데이터를 빠르고 효율적으로 전달
  • 비연결형 통신: 상대편과 확인하지 않고 일방적으로 데이터를 전송하는 방식
    • 비디오 시청시 사용
    • UDP: User Datagram Protocol(사용자 데이터그램 프로토콜)

  

TCP의 구조

• TCP 헤더: TCP로 전송할 때 붙이는 헤더

• TCP 세그먼트: TCP 헤더가 붙은 데이터
  

• 연결형 통신에서 데이터를 전송하기 위해서는 그 전에 연결(connection)이라는 가상의 독점 통신로를 확보해야한다.

• 코드 비트:

  • 코드 비트는 TCP 헤더의 107번째 비트 부터 112번째 비트까지의 6비트로 연결의 제어 정보가 기록되어 있는 곳이다.
  • 초깃값: 0
  • 비트 활성화 시: 1
  • 연결을 확립하려면 SYN(연결 요청)가 ACK(확인 응답)이 필요하다.

  

3-way 핸드셰이크란?

• 연결(connection)은 SYN과 ACK를 사용하여 확립하는데 신뢰할 수 있는 연결을 하려면 데이터를 전송하기 전에 패킷을 교환한다. (3번 확인)
  
• 데이터를 보내기 전에 연결을 확립하기 위해 패킷 요청을 세 번 교환하는 것을 3-way 핸드셰이크(three-way handshake)라고 한다.
• 연결을 끊을 때는 FIN(연결 종료)과 ACK(확인 응답)를 사용한다.
  

일련번호와 확인 응답 번호의 구조

• 3-way 핸드셰이크가 끝나고 실제 데이터를 보내거나 상대방이 받을 때는 TCP 헤더의 일련번호와 확인 응답 번호를 사용한다.
  

• 일련번호:

  • 송신 측에서 수신 측에 '이 데이터가 몇 번째 데이터인지' 알려주는 역할
  • 전송된 데이터에 일련번호를 부여하면 수신자는 원래 데이터의 멏 번째 데이터를 받았는지 알 수 있다.
  • 순서, 연속된 번호라는 뜻

• 확인 응답번호:

  • 수신 측이 몇 번째 데이터를 수신했는지 송신 측에 알려주는 역할
  • 다음 번호의 데이터를 요청하는데 사용

일련번호와 확인 응답 번호를 사용해서 데이터가 손상되거나 유실된 경우에 데이터를 재전송하는데 이를 재전송 제어라고 한다.

윈도우 크기

• 세그먼트(데이터)를 한 번 보낼 때 마다 응답을 반환하는 방식은 효율이 좋지 못하다.

• 세그먼트(데이터)를 연속해서 보내고 난 다음에 확인 응답을 반환하면 호율이 높아진다.

  • 버퍼(Buffer)를 사용해 세그먼트를 여러 개 받을 수 있다.
  • 버퍼가 넘치는 것을 오버플로우(overflow)라고 한다.
  • 오버플로우가 되지 않기 위해서는 버퍼의 한계 크기를 알 고 있어야 한다. 그것이 TCP 헤더의 윈도우 크기 값에 해당한다.
  • 윈도우 크기: 얼마나 많은 용량의 데이터를 저장해 둘 수 있는지를 나타낸다.
    

• 윈도우 크기에 초깃값은 3-way 핸드셰이크를 할 때 판단한다.
  

포트 번호의 구조

• 포트번호: 애플리케이션을 구분 할 때 사용
• TCP 헤더: 출발지 포트 번호(source port number), 목적지 포트 번호(destination port number)
• 포트번호: 0 ~ 65535번을 사용할 수 있다.
  • 0 ~ 1023번: 주요 프로토콜이 사용되도록 예약되어 있다.
    • 서버측 애플리케이션에서 사용
  • 1024: 예약되어 있지만 사용되지 않는 포트
  • 1025번 이상: 랜덤 포트
    • 클라이언트 측의 송신 포트로 사용

• 서버에서 사용되는 번호(예약 번호):
  

UDP의 구조

• 비연결 통신
• 데이터를 효율적으로 빠르게 전송
• 상대방을 확인하지 않고 데이터를 전송
• 랜에 있는 컴퓨터나 네트워크 장비에 데이터를 일괄로 보낼 수 있다. (브로드캐스트)

UDP 헤더란?

• UDP 헤더가 붙은 데이터를 UDP 데이터그램이라고 한다.