연결지향형 트랜스포트(TCP) - TCP 연결 (full-duplex, point-to-point, MSS)

TCP 연결

연결지향형(connection-oriented) 

TCP는 애플리케이션 프로세스가 데이터를 다른 프로세스에 보내기 전에, 두 프로세스가 서로 "핸드셰이크"를 먼저 해야 함.

 

TCP "연결"은 교환 네트워크에서와 같은 종단간 TDM, FDM도 아니고, 가상 회선 네트워크도 아니다.

TCP 프로토콜은 오직 종단 시스템에서만 동작, 중간의 네트워크 요소(라우터 or 브리지)에서는 동작하지 않으므로,

중간의 네트워크 요소들은 TCP 연결 상태를 유지하지 않음. (중간 라우터들은 전혀 TCP 연결을 감지하지 못하고, 데이터그램만을 봄)

 

전이중(full-duplex) 서비스

호스트 A의 프로세스와 다른 호스트 B의 프로세스 사이에 TCP 연결이 있다면, 

애플리케이션 계층 데이터는 A <=> B 양 방향으로 동시에 흐를 수 있음.

 

점대점(point-to-point)

단일 송신자와 단일 수신자 사이의 연결만 가능. (멀티캐스팅 방식은 TCP에서 불가능)

 

 

연결 설정 과정 

클라이언트 프로세스 : 연결을 초기화하는 프로세스

서버 프로세스 : 클라이언트의 연결 요청을 받는 프로세스

1. 클라이언트 애플리케이션 프로세스는 서버의 프로세스와 연결 설정을 원함을 TCP 클라이언트에게 알림

Socket clientSocket = new Socket(serverName, serverPort);

2. 클라이언트가 먼저 특별한 TCP 세그먼트를 서버로 보냄

3. 서버는 두 번째 특별한 TCP 세그먼트로 응답

4. 클라이언트가 세 번째 특별한 세그먼트로 다시 응답

 

처음 2개(2,3 과정)의 세그먼트에는 "페이로드"가 없음.

세 번째(4 과정) 세그먼트는 페이로드를 포함할 수 있음.

 

페이로드(payload)는 전송되는 '순수한 데이터'를 뜻한다. 페이로드는 전송의 근본적인 목적이 되는 데이터의 일부분으로 그 데이터와 함께 전송되는 헤더, 메타데이터와 같은 부분은 제외한다. 여기선 처음 2개 세그먼트에는 애플리케이션 계층 데이터가 포함되지 않음을 뜻함.

 

위와 같이 TCP 연결 설정 과정에서 두 호스트 사이에 3개의 세그먼트가 보내지므로, Three-way handshake 라 부름.

 

데이터 송신 과정

1. 클라이언트 프로세스가 소켓(프로세스의 관문)을 통해서 데이터의 스트림을 전달

2. 데이터가 소켓을 통해 전달되면, 이제 데이터는 클라이언트에서 동작하는 TCP에 맡겨짐

3. TCP는 초기 three-way handshake 동안 준비된 버퍼의 하나인 송신 버퍼(send buffer)로 데이터를 보냄

    (때때로 TCP는 송신 버퍼에서 데이터 묶음을 "만들어" 네트워크로 보냄)

 

[RFC 793]에서 TCP는 "자신이 편한 대로 세그먼트의 데이터를 전송", 즉, TCP가 언제 버퍼된 데이터를 전송해야 하는지 설명하지 않음.

세그먼트의 크기는 MSS(maximum segment size, 최대 세그먼트 크기)로 제한하는데, MSS는 일반적으로 로컬 송신 호스트에 의해 전송될 수 있는 가장 큰 링크 계층 프레임의 길이[MTU(maximum transmissionn unit),최대 전송 단위]에 의해 일단 결정되고, TCP 세그먼트(IP 데이터그램 안에 캡슐화되었을 때)와 TCP/IP 헤더 길이(통산 40byte)가 단일 링크 계층 프레임에 일치하도록 하여 정해짐.

 

[RFC 1191] 출발지에서 목적지까지 모든 링크상에 전송될 수 있는 가장 큰 링크 계층 프레임인 경로 MTU를 찾고 이 경로 MTU 값에 근처하여 MSS 설정을 위한 방식들도 제안됨.

MSS는 헤더를 포함한 TCP 세그먼트의 최대 크기가 아닌, 세그먼트에서의 애플리케이션 계층 데이터에 대한 최대 크기이다.

 

TCP는 TCP 헤더와 클라이언트 데이터를 하나로 만들어 TCP 세그먼트를 형성하고,

세그먼트는 네트워크 계층에 전달되며, 네트워크 계층 IP 데이터그램 안에 각각 캡슐화 됨.

 

TCP가 상대에게서 세그먼트를 수신했을 때, 세그먼트의 데이터는 TCP 연결의 수신 버퍼에 위치하고,

애플리케이션은 해당 수신 버퍼에서 데이터의 스트림을 읽음.

 

TCP 연결은 한쪽 호스트에서 버퍼, 변수, 프로세스에 대한 소켓 연결과 다른 쪽 호스트에서의 버퍼, 변수, 프로세스에 대한 소켓 연결의 집합으로 이루어짐. (버퍼와 변수는 호스트 간 네트워크 요소(라우터, 스위치, 리피터)의 연결에 대해서는 할당되지 않음)

 

 

참고 도서 :

컴퓨터 네트워킹 하향식 접근 - 제 7판