[네트워크] #10 전송 계층 서비스, 다중화&역다중화

목차

1. 전송 계층 서비스 및 프로토콜
2. 다중화&역다중화

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1. 전송 계층 서비스 및 프로토콜

전송 계층은 서로 다른 호스트에서 실행되는 애플리케이션 프로세스 간에 논리적 통신을 제공

엔드 시스템에서 실행되는 전송 프로토콜

• send side: 앱 메시지를 세그먼트로 분할하여 네트워크 계층으로 전달
• rcv side: 세그먼트를 메시지로 재조립하고 애플리케이션 계층으로 전달

 

세그먼트: 전송 계층 패킷

 

Transport vs. Network layer

네트워크 계층: 호스트들 간의 논리적 통신

전송 계층: 프로세스 간 논리적 통신

 

예시

앤의 집에 있는 12명의 아이들에게 편지를 보내는 상황

• 호스트 = 하우스
• 프로세스 = 어린이
• 앱 메시지 = 봉투 안의 편지
• 전송 프로토콜 = 형제자매인 앤과 빌
• 네트워크 계층 프로토콜 = 우편 서비스

 

인터넷 전송 계층 프로토콜

신뢰할 수 있는 주문형 전달 → 전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol, TCP)

• 혼잡 제어
• 흐름 제어
• 접속 설정

신뢰할 수 없는, 순서 없는 전달 → 유저 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol, UDP)

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2. Multiplexing & Demultiplexing

프로세스(네트워크 응용프로그램의 일부)는 데이터가 네트워크에서 프로세스로 전달되는 하나 이상의 소켓, 도어를 가질 수 있음

각 소켓에는 고유 식별자 존재

수신 호스트의 전송 계층은 실제로 데이터를 프로세스에 직접 전달하는 것이 아니라 중간 소켓에 전달

송신자의 다중화

- 다중 소켓에서 데이터를 처리

- 전송 헤더 추가(역다중화에 사용)

 

수신자의 역다중화

- 헤더 정보를 이용하여 소켓을 수정하기 위해 수신된 세그먼트를 전달

 

전송 계층 다중화는 다음을 요구

• 소켓의 고유 식별자
• 각 세그먼트에 소켓 식별자를 나타내는 특수 필드가 있음
• IP 주소가 소켓 식별자를 나타내기 위해 사용되기도 함

 

소켓 식별자의 특수 필드

• 소스 포트 번호 필드
• 대상 포트 번호 필드
• 각 포트 번호는 0~65535의 16비트 숫자
• 0에서 1023 사이의 포트 번호를 잘 알려진 포트 번호라고 함

 

호스트에서 실행 중인 Python 프로그램은 다음과 같이 UDP 소켓 생성 가능

clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

이런 방식으로 UDP 소켓을 생성하면 전송 계층에서 자동으로 소켓에 포트 번호 할당

1024~65535 범위의 포트 번호 할당

 

Python 프로그램은 socket bind() 메서드를 통해 특정 포트 번호를 이 UDP 소켓에 할당 가능

clientSocket.bind(('', 19157))

 

 

UDP 소켓은 대상 IP 주소와 대상 포트 번호로 구성된 2개의 튜플로 완전히 식별

두 UDP 세그먼트가 동일한 대상 IP 주소와 포트 번호를 가진 경우, 두 세그먼트는 동일한 대상 소켓을 통해 대상 프로세스로 향하게 됨

소스 포트 번호는 “반환 주소”의 일부 역할을 함

UDPServer.py에서 서버는 recv from() 메서드를 사용하여 클라이언트로부터 수신한 세그먼트에서 클라이언트 측 (소스) 포트 번호를 추출

 

연결 지향적 다중화와 역다중화

TCP 소켓은 4개의 튜플**(소스 IP 주소, 소스 포트 번호, 대상 IP 주소, 대상 포트 번호)**로 식별됨

수신기는 세그먼트를 적절한 소켓으로 유도(역다중화) 하기 위해 4개의 값을 모두 사용