TCP - 신뢰적인 전송 5 : TCP는 실제 Sequence number와 Ack number field에 무엇을 채우는가?

TCP의 가장 중요한 목적인 신뢰성 있는 전송이라는 측면에서 보면, TCP 패킷 헤더에서 가장 중요한 정보는 Sequence & Ack number이다. 그렇다면 TCP는 이 field에 무엇을 채우는가? 이것과 관련해서 TCP가 데이터를 어떻게 다루는지를 이해하는 것이 중요하다. TCP는 데이터를 바이트 단위로 다룬다. 즉 전송해야할 데이터를 순서대로 정렬된 바이트 스트림으로 취급한다는 이야기다. 따라서 모든 Sequence number와 Ack number는 바이트 단위로 표시된다.

 

설명을 하기 전에 새로운 용어에 대해서 말할 필요가 있을 것 같다. 바로 MSS (Max Segment Size)인데, 이것은 TCP가 한번에 보낼 수 있는 최대의 데이터 량을 의미한다. 또한 MSS를 직역하면 최대 세그먼트 크기인데 여기에서 TCP가 자신이 보내는 패킷의 기본 단위를 세그먼트라고 부른다는 것을 알 수 있다. 이제까지 설명을 할 때 좀 더 친숙한 용어인 패킷으로 설명했지만, 이제부터 TCP와 관련된 설명을 할 때에는 세그먼트라는 단어를 사용하도록 하겠다.

 

예를 들어 5000byte 짜리 파일을 전송하는 경우를 살펴보자. 이 때의 MSS가 100byte라고 생각하면 TCP는 5000 byte짜리 파일을 전송하기 위해 50개의 세그먼트를 생성하게 될 것이다. (5000 / 100 = 50). 이런 경우 TCP는 각 세그먼트의 Sequence Number Field에 Byte 기준 번호를 붙인다. 즉, 첫 번째 세그먼트의 Sequence number가 0이라 가정하면 두 번째 세그먼트는 100번, 세번째 세그먼트는 200번의 식으로 Sequence number가 설정된다.

그렇다면 Ack 번호는 어떠한가? Ack번호의 경우에는 Sequence number보다 약간 복잡한데, 그것은 말 그대로 받은 것에 대한 응답이기 때문이다. 기본적으로 Ack번호는 수신자의 입장에서 송신자로부터 앞으로 받아야할 다음 데이터의 Sequence number이다. 말이 복잡한데, 예를 들어보자. 위에서 든 예에서 만일 송신자가 첫 번째 세그먼트를 보냈다고 생각해보자. 수신자가 데이터를 받으면 그 데이터의 Sequence number는 0번일 것이고 MSS가 100 byte이기 때문에 0번째 byte부터 99번째 byte까지의 데이터가 도착했을 것이다. 그러면 수신자는 자신이 99번째 byte까지 잘 받았고, 앞으로 100번째 byte로 시작되는 세그먼트를 받기 원한다는 표시로 Ack번호를 100으로 붙여 응답하는 것이다.

 

이것은 송신자에게 있어서 수신자의 상태에 대해 부가적인 정보를 주는데, 이 정보는 자신이 어떤 데이터를 보내야할지, 즉 새로운 데이터 스트림을 줘야할지 아니면 이미 보낸 데이터를 재전송해야할지를 결정할 수 있는 중요한 것이다.

이 점을 이해하기 위해 또 다른 예를 들어보자. 위의 파일 전송에서 송신자가 순서대로 3개의 세그먼트를 보냈다고 생각해보자. 즉 Sequence number 0, 100, 200번의 3개의 세그먼트를 통해 300byte를 전송한 것이다. 그런데 첫번째 세그먼트와 세번째 세그먼트는 수신자에게 잘 도착했는데 두 번째 세그먼트가 네트웍에서 손실되었다고 생각했을 때 수신자는 송신자에게 어떻게 응답해야 하는가?

수신자의 입장에서 생각해 보면 현재 두 개의 세그먼트를 받았다. Sequence number 0번의 0~99번째까지의 100byte와 Sequence number 200번의 200 ~ 299번째까지의 100byte이다. 이 때 수신자는 중간의 100 ~ 199번째의 데이터를 기대한다는 의미로 Ack number 100으로 응답할 수 있다. 그러면 송신자는 수신자가 두 번째 세그먼트를 못받았다는 것을 알고 다시 재전송할 수 있다.

 

Reference : Computer Networking (A top down approach featuring the internet), James F. Kurose, Keith W. Ross 저.

출처 - http://blog.naver.com/eleexpert/140056428736

[출처] TCP - 신뢰적인 전송 5 : TCP는 실제 Sequence number와 Ack number field에 무엇을 채우는가?|작성자 뭉치아빠