[Network] TCP/IP 흐름제어 & 혼잡제어

D0HAN. 2021. 7. 26. 06:29

☑️ 흐름 제어? 혼잡 제어?

: 혼잡 상황이 발생하면 네트워크 자원이 낭비되므로 혼잡 상황을 최소화 하기 위한 기법

흐름 제어: 송신측과 수신측의 데이터 처리 속도 차이를 해결하기 위한 기법.
송신측의 데이터 전송량 제어
혼잡 제어: 송신측의 데이터 전달과 네트워크 상의 데이터 처리 속도 차이를 해결하기 위한 기법.
송신측의 데이터 전송 속도 제어

2. Sliding window 슬라이딩 윈도우 기법

윈도우에 포함되는 모든 패킷을 확인 응답 없이 전송하고, 그 패킷들의 전달이 확인되는 대로 윈도우를 옆으로 옮기며 그 다음 패킷들을 전송
TCP/IP를 사용하는 호스트들은 보내는 용과 받는 용의 2개의 윈도우를 가지고 있다. 실제 데이터를 보내기 전에 TCP-3way-handshaking을 통해 수신 컴퓨터의 receive window size에 자신의 윈도우 크기를 맞추게 된다.
* 호스트: 응용 프로그램을 사용하는 주체.

:데이터 전달과 네트워크의 데이터 처리 속도를 해결하기 위한 기법

: 송신측에서 보내는 데이터의전송 속도를 제어

1. AIMD (Additive Increase Multicative Decrease)

합 증가/ 곱 감소 알고리즘
처음에 패킷 하나를 보내는 것으로 시작, 전송한 패킷이 문제 없이 도착하면 윈도우 크기를 1씩 증가시키며 전송
패킷 전송을 실패하거나 타임아웃이 발생하면 윈도우 크기를 절반으로 감소시킴
여러 호스트가 한 네트워크를 공유하고 있으면 나중에 진입하는 쪽이 처음에는 불리하지만, 시간이 흐르면 평형 상태로 수렴
문제점
- 초기 네트워크의 높은 대역폭을 사용하지 못함
- 처음에 전송 속도를 올리는 데 시간이 너무 오래 걸림
- 네트워크가 혼잡해지는 상황을 미리 감지하지 못하여 혼잡해지고 나서야 대역폭을 줄임

2. Slow start

AIMD와 같이 패킷을 하나씩 보냄
하나의 패킷이 문제없이 도착하여 ACK를 보낼 때마다 윈도우 크기를 1씩 늘림
한 주기가 지나면 윈도우 크기는 2배 -> 그래프의 모양이 지수함수 꼴
혼잡 현상이 발생하면 윈도우 크기를 1로 떨어트림
한 번 혼잡 현상이 발생하고 나면 이전에 혼잡 현상이 발생했던 윈도우 크기의 절반까지는 이전처럼 지수함수 꼴로 윈도우 크기를 증가시키고 그 이후부터는 완만하게 1씩 증가시킴

3. Fast Recovery

4. Fast Retransmit

1. TCP Tahoe

처음에는 Slow Start 방식을 사용하다가 임계점에 도달하면 AIMD 방식 사용
그러다 3 ACK 순번 중복(중간패킷유실)이나 타임아웃이 발생하면 혼잡이라고 판단하여 임계점은 혼잡이 발생한 윈도우 크기의 절반으로, 윈도우 크기는 1로 줄임
단점: 혼잡 이후 Slow start 구간에서 윈도우 크기를 키울때 너무 오래걸림. -> TCP Reno

2. TCP Reno

참고