IP의 데이터그램과 TCP 헤더

• IP 데이터 그램의 헤더

  

  • VERS

    4 비트 프로토콜 버전(현재 4)

  • H.LEN

    4비트 헤더 길이(32bit 길이)이고, 선택 사양과 Padding없이 20 Octet

  • SERVICE TYPE(TOS : 서비스 유형)

    어떻게 데이터 그램이 다루어져야 하는지를 나타냄

비트	값이 0 일 때	값이 1일 때
0 ~ 2	우선순위
3	보통 지연	지연 적음
4	보통 처리율	고속 처리율
5	보통 안정성	높은 안정성
6 ~ 7	예약

   

우선순위

D

T

R

0

0

▶ 서비스 유형 필드의 구조

• PRECEDENCE(우선 순위)

  3비트이고, 데이터그램의 선행 순위를 정의하여 송신자가 각 데이터그램의 중요성을 나타내도록 함

• D/T/R 비트
  • 데이터그램이 원하는 전송의 유형을 알려 줌
  • D : 낮은 지연, T : 높은 처리율, R : 높은 신뢰성
• 전송 요구는 경로 설정 알고리즘에 대한 명령이 아닌 제인

• TOTAL LENGTH
  • 헤더와 데이터 모두를 포함하는 데이터그램 내의 총 Octet수
  • 2¹⁶ = 65536 Octet이고, H.LEN을 빼면 실제 데이터 영역의 크기
• IDENTIFICATION(식별번호)
  • 본래의 데이터그램을 절단하여 여러 개의 조각으로 메시지가 분류되는데, 이 조각들이 모두 하나의 데이터그램에서 절단된 것임을 알려주는 것
  • 식별 번호는 하나의 수이며, 송신자가 생성
• FLAGS(플래그)
  • 두 비트 DF(Don't Fragment)와 MF(More Fragment)는 데이터그램의 절단된 조각을 제어하기 위한 것
  • DF 비트가 1로 되어 있다면, IP는 어떤 상황에서도 절단하지 않고는 전송이 불가능하다 하더라도 데이터그램을 절단하지 않음
  • MF 비트는 데이터그램이 여러 조각으로 절단된 경우에 사용되며, 후속 조각이 있는지 없는지를 나타냄
  • 필ㄷ의 첫 번째 비트는 사용하지 않음
• FRAGMENT OFFSET(세분화 오프셋)
  • MF 비트를 사용하는 경우 조각 오프셋은 본래 데이터그램으로부터 현재 조각이 갖는 위치를 나타냄
  • 목적지 호스트는 이 필드를 사용해서 본래의데이터그램을 정확하게 조합할 수 있음
• TIME TO LIVE(TTL)
  • 1과 255사이의 양의 정수로, 카운터가 0인 경우 데이터그램은 버려지고 오류 메시지가 스스로 되돌려짐
  • 데이터그램이 루프를 포함하는 경로로 영원히 이동하는 것을 방지
• TYPE(Protocol)

  전송 계층에서 사용할 프로토콜의 번호를 기입하며 ICMP=1, TCP=6, UDP=17

• HEADER CHECKSUM

  헤더 비트들의 체크섬 필드

• IP OPTIONS

  특정 작업(네트워크 관리, 보안)에 관해서는 IP 프로토콜 헤더가 확장되어 옵션을 포함

• PADDING

  선택 사양이 32비트 단위로 끝나지 않는 겨우 0 비트를 채워줌

• SOURCE/DESTINATION IP ADDRESS

  송신자와 목적지의 IP 주소

   

• TCP 헤더
  • 메시지 단위
    • 데이터를 운반하는 메시지
    • Acknowledgement
    • 연결을 생성하거나 종료하는데 사용하는 2-Way Handshake 부분의 메시지
  • SOURCE PORT

    송신측 컴퓨터의 애플리케이션 구별

    • TCP : FTP(20,21), Telnet(23), SMTP(25), HTTP(80)
    • UDP : DNS(53), TFTP(69), SNMP(161)
  • DESTINATION PORT

    수신측 컴퓨터의 애플리케이션을 구별

  • SEQUENCE NUMBER

    보내는 데이터를 위한 참조로 세그먼트 내에 전달되는 데이터의 순서 번호

  • ACKNOWLEGEGMENT NUMBER

    수신된 데이터의 순서 번호

  • HLEN

    세그먼트 헤더의 길이를 정의하는 정수를 가지고 있음

  • CODE BITS
    • URG : 긴급한(Urgent) 데이터임을 표시
    • ACK : 응답 번호를 표시
    • PSH : 세그먼트 PUSH를 요청하며, 현재 세그먼트의 데이터가 즉시 응용 계층에 전달되어야 함
    • RST : 연결을 재설정
    • SYN : 순서 번호를 동기화 함
    • FIN : 데이터 전송의 종료를 의미
  • WINDOWS

    흐름 제어를 위해 사용

  • URGENT POINT

    빨리 처리해야 할 페이로드(Payload)의 위치를 알려줌

     

• 3-Way Handshake
  • 신뢰성 있는 연결의 성립과 종료를 보장하기 위하여, TCP는 3개의 메시지가 교환되는 3-Way handshake를 이용
  • 동기화 세그먼트(SYN Segment)

    연결을 설정하는 데 사용하는 3-Way Handshake의 메시지를 설명

  • 종료 세그먼트(FIN Segment)

    연결을 종료하는데 사용하는 3-Way Handshake의 메시지를 설명

  • Acknowledgement(ACK)

    각 방향에서 전송된 ACK는 연결이 종료되기 전에 모든 데이터가 도착했다는 것을 보장

  • 3-Way Handshake에서는 양측이 SYN이나 FIN에 대한 각 ACK를 보내기 전에는 연결을 새로 연거나 닫지 않음
  • 양 종단간 연결을 설정하기 위해 TCP는 임의의 32비트 연속 수의 생성을 요청

     

• 혼잡(Congestion) 제어
  • 최근 패킷 손실은 하드웨어 오류보다 혼잡으로 인해 더 많이 발생
  • 메시지 재전송이 혼잡을 더 악화시키므로, 패킷 손실에 의해 혼잡을 평가하고 재전송되는 데이터의 비율을 감소해야 함
  • 메시지 손실이 발생할 때 마다 TCP는 혼잡 제어를 시작
  • TCP는 데이터를 포함하는 하나의 메시지를 전송함으로써 시작하고, 부가적인 손실없이 ACK가 도착하면 데이터를 2배로 전송
  • 부가적인 손실없이 ACK가 도착하면 데이터를 2배로 전송함으로써 계속 반복하는데, 수신자의 Window Advertisement의 절반이 될 때까지 지수적으로 증가하고, 그 이후에는 감소됨
  • TCP의 혼잡 제어 방안은 인터넷에서 증가하는 통신량에 만족스럽게 반응하고, 혼잡한 인터넷에 재전송을 부가하는 것을 장비

       

• UDP
  • Source Port, Destination Port는 TCP와 동일
  • UDP length

    헤더와 데이터를 포함한 UDP 세그먼트의 전체 길이를 바이트 단위로 표시

  • UDP Checksum

    UDP 세그먼트에 대한 Checksum 정보를 나타냄

구분	TCP	UDP
수신 순서	송신 순서대로 수신	송신 순서와 다를 수 있음
오류 제어, 흐름 제어	사용	거의 사용 안함
연결제어	연결형	비연결형