TCP Reliable Data Transfer

TCP는 혼잡한 네트워크 상황에서 데이터 송/수신의 신뢰성을 보장하기 위해 Sequence Number와 Acknowledge Number 를 이용하게 됩니다.

여기서의 핵심 아이디어는 데이터에 요청하고 해당 데이터를 정상적으로 수신했는 지 응답하는 방식이다.

조금 더 구체화해보자면, TCP Header 필드 중 Sequence Number 와 Acknowledge Number 를 이용한다.

• Sequence Number : 전송된 데이터의 순서를 표기
• Acknowledgement Number : 정상적으로 수신한 데이터의 마지막 순서 번호

데이터를 전송할 때 데이터의 위치(Sequence Number)와 데이터(Payload)를 보내게 되고, 수신자는 이를 정상적으로 수신했다는 뜻으로 Acknowledgement Number 를 전송하게 된다. 이 때 Acknowledgement Number의 값은 다음 통신때 수신할 데이터의 위치이다. (82번째 데이터를 시작으로 8byte의 데이터를 받았기 때문에 의 데이터를 수신했고, 다음에 수신해야 될 데이터는 90이다.)

패킷 손실에 대응하는 방법

위의 상황은 매우 이상적인 상황이다. 하지만 실제 네트워크 환경에서는 패킷의 손실이 언제든지 발생할 수 있는 상황이다. TCP에서는 패킷 손실에 다음과 같이 대응하게 된다.

송신자는 전송한 데이터에 대한 Acknowledgement Number 에 대한 timeout 이 정해져 있다. 해당 시간 동안 전송한 데이터에 대한 응답이 오지 않는다면 동일한 데이터를 다시 한번 전송하게 된다.

패킷 지연에 대응하는 방법

패킷이 timeout 시간보다 늦게 도착하는 경우가 발생할 수 있다. 송신자 측에서는 timeout이 지나게 되면 해당 패킷이 지연된 건지, 손실된 건지 알 수 있는 방법이 없다. 수신자 측에서는 중복된 패킷이 들어오는 경우에 항상 자기가 필요한 최신의 Acknowledgement Number를 전송하게 된다.

해당 방법은 수신자가 데이터의 신뢰성을 유지하는 방법일 수 있지만, 네트워크 상에서는 중복된 패킷이 송/수신되는 상황이기 때문에 낭비일 수 있다. 이러한 낭비는 어떻게 보면 네트워크 상에서의 혼잡을 의미하게 되고, 혼잡 제어를 통하여 최적화 된다.