[컴퓨터 네트워크] 9주차

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슬라이딩 윈도우 프로토콜

 

- 두 호스트 간의 프레임 전송을 위한 일반적인 통신 프로토콜

- 오류제어와 흐름 제어 기능을 함께 지원 

 

순서 번호

- 정보 프레임의 내용에는 프레임별로 고유하게 부여되는 순서 번호라는 일려번호가 부여 

-  즉 송신호스트가 수신호스트에 프레임에 번호를 붙여서 차곡차곡 보내는것

 

윈도우 크기

 

 

이렇게 표현할 수 있다. 

 

연속형 전송

- 정지 대기 방식의 프로토콜은 송신 윈도우의 크기가 1인 특수한 경우 

 - 즉 송신 호스트와 수신 호스트 사이의 물리적 거리 차로 인해 프레임의 전송 시간이 상대적으로 오래 걸리는 환경에서 윈도우 크기가 1이면 전송 효율이 극단적으로 떨어짐... 

- 그래서 윈도우의 크기를 늘려 ACK 프레임을 받지 않고도  여러 정보 프레임을 연속으로 전송할 수 있어야 되는게 이게 그거임 

 

고백N 방식

 

- 위 그림처럼 12번이 부정응답을 받으면 오류가 발생한 프레임 뿐만 아니라 정상적으로 수신한 프레임까지 모두 재전송해야한다...

 

선택적 재전송 방식 

- 즉 위 문제점을 해결할려면 12번 정보 프레임만 재전송하고 수신호스트가 제대로 수신한 13~17번 정보는 재전송 되지 않도록 해야한다.

- 다시 말해서 오류가 발생한 프레임만 선택적으로 복구하는 방식이 선택적 재전송이다! 

 

피기배킹

- 정보 프레임의 구조를 적당히 조정해 재정의하면 정보 프레임을 전송하면서 응답 기능까지 함께 수행할 수 있음

- 이런 방식으로 프로토콜을 작성하면 응답 프레임의 전송횟수를 줄이는 효과가 있어 전송 효율을 높일 수 있는 이를 피기 배킹이라함 

 

 

네트워크 계층의 기능 

 

네트워크 계층의 기본 기능

라우팅: 송수신 호스트 사이의 패킷 전달 경로를 선택

혼잡 제어: 네트워크 특정 지역에 트래픽이 몰리는 현상을 다룸 

패킷의 분할: 큰 데이터를 여러 패킷으로 나누는 과정

병합: 목적지에서 분할된 패킷을 다시 모으는 과정 

 

연결형 서비스

- 상대적으로 신뢰성이 높은 서비스로 패킷을 전송하기 전에 연결을 미리 설정하여 송신하는 방식 

- 비연결형 서비스와 달리 전달되는 패킷들이 모두 동일한 경로를 이용하기 때문에 목적지에 도착하는 패킷의 순서가 송신된 순서와 동일하다는 특성이 있음 카카오톡!

 

비연결형 서비스 

- 패킷 분실, 전달 순서 등에서 연결형 서비스보다 신뢰성이 떨어지는 전송 방식

- 패킷을 전송하면 패킷이 서로 다른 경로를 통해 수신 호스트로 전달되기 때문에 패킷이 도착하는 순서가 일정하지 않을 수 있음 

- IP 프로토콜이 바로 이거다! 

 

 

라우팅

- 패킷의 전송 경로를 결정할 때는 고려 사항이 많은데 특정 패킷을 우선 처리하려고 다른 패킷들에 손해를 입히지 않는 정책도 이 중 하나. 즉 공평하게 처리해야 한다!

 

정적/ 동적 라우팅

- 정적 라우팅은 송수신 호스트 사이에서 패킷 전송이 이루어지기 전에 경로 정보를 라우터에 미리 저장하여 중개하는 방식

- 동적 라우팅은 라우터에서 사용하는 경로 정보를 네트워크 상황에 따라 적절한 변경하는 방식

 

HELLO/ECHO 패킷 

- 라우터의 초기화 과정에서 가장 먼저 할 일은 이웃 라우터의 경로 정보를 파악하는 것 

- 즉 각 라우터는 이웃에 연결된 라우터에 초기화를 위한 HELLO 패킷을 전송에 경로 정보를 얻음

- 그 후 라우터 사이의 전송 지연 시간을 측정하기 위해서 ECHO 패킷을 전송! 

- 즉 라우터의 hello를 보내고 echo안오면 거기는 좀 이상하고 오긴 왔는데 좀 느리면 트랙픽이 많다는것을 알 수 있다.

 

 

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혼잡제어 

- 네트워크의 성능 감소 현상이 급격하게 악화되는 현상을 혼잡이라 하고 이러한 문제를 해결하기 위한 것이 혼잡 제어이다. 

- 흐름제어는 송수신호스트간의 점대점 전송속도를 다루고 이것은 더 넓은 관점에서 호스트와 라우터를 포함한 서브넷에서 네트워크의 전송 능력 문제를 다룬다.

 

 

- 혼잡의 원인은 많다. 전송 시간 초과에 의한 타임아웃 기능을 통해 패킷들이 재전송되는데 있고 등 등 

- 혼잡은 트래픽이 특정 시간에 집중되는 버스트 현상에 기인하는 경우가 많다. 

- 즉 송신 호스트가 전송하는 패킷의 발생빈도가 네트워크에서 예측할 수 있는 전송률로 이루지게 하는 기능이 필요한데 이를 트래픽 성형이라고 한다. 다시 말해서 많이 들어와도 일정하게 배출하게 나간다는  방식 

 

리킷 버킷 알고리즘

- 위에서 말했던 방식! 송신 호스트로부터 입력되는 패킷이 시간대별로 일정하지 않아도 즉 가변적이어도 깔때기를 통과하면서 일정한 전송률로 변경됨 

 

 

혼잡 제거 

- 특정 지역에 혼잡이 발생하면 패킷의 전송경로를 적절히 조정해줌으로써 혼잡이 발생한 곳을 거치지 않도록 가상 회선을 연결을 설정 이때 ECN 패킷을 사용  

- 쉽게 말해서 A에서 B로 가는 3가지 회선이 있는데  그 중 두번째 회선이 hello/eco를 통해서 젤 좋다고 나와서 그쪽을 이용했다. 하지만 C . .. E 여러가지 호스트들이 갑자기 그 두번째 회선을 이용하면 ECN 패킷 수신을 통해 혼잡을 알 수 있어 다른곳으로 효율적으로 전송할 수 있다.

 

IP 프로토콜 

 

😊(1)IP 프로토콜의 주요 특징 

- 비연결형 서비스를 제공

- 패킷을 분할 및 병합하는 기능을 수행

- 데이터 체크섬은 제공하지 않고 헤더 체크섬만 제공

- Best Effort 원칙에 따른 전송 기능을 제공 

 

- SA : 보내는 사람의 IP , DA: 받는 사람의 IP 

 

 

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😊(2)패킷 분할

- IP 프로토콜은 상위 계층에서 내려온 전송 데이터가 패킷 하나로 전송하기에 너무 크면 분할해 전송하는 기능을 제공 

 

Identification(식별자 혹은 구분자)

- 파일들이 다 쪼개져 가는데 받는 입장에서는 이게 동영상파일이 분할되서 왔는지, png인지 잘 모른다 그래서 이거를 구분해주기 위해서 잘라진 그 부분이 원래는 하나 다라는 것을 알려준다. 

- 여러개의 필드를 합쳐서 아이디로 만듬
DF(Don’t Fragment)

- 필드 값이 1이면 하나의 통파일! 즉 잘려서 들어오지 않았다라는 의미이다.
MF(More Fragment)

- 필드 값이 1이면 분할이 더 된다. 0이면 마지막 파일이다라는 의미이다.
Fragment Offset(분할 옵셋)

- 1 2 3 4 5 로 보냈는데 3 4 5 2 1 이렇게 올 수 있다. 그래서 이것들은 연속적인 순서 번호가 있기때문에 이것을 다시 재정리 하는 역할이다. 

 

😊3패킷 분할의 예

IP 헤더를 제외한 전송데이터의 크기는 380바이트이고, 패킷은 최대 크기가 128바이트라고 가정

 

 

 

그래픽 파일 시그니처 

- 헤더 정보에 아래와 같이 그 정보가 있으면 그게 파일 타입이다.