전송 계층과 관련된 PDU는 무엇입니까

전송 계층은 특정 계층을 사용합니다. 프로토콜 데이터 유닛 엔드투엔드 통신을 관리합니다. TCP(전송 제어 프로토콜)를 사용할 때 이 단위를 세그먼트라고 합니다. 반대로 UDP(사용자 데이터그램 프로토콜)는 데이터그램을 사용합니다. 이러한 개별 장치는 네트워크 전반에 걸쳐 데이터 교환을 용이하게 합니다. 예를 들어 TCP는 대략적으로 모바일 네트워크의 트래픽은 55%이고 UDP는 약 45%로 구성됩니다.. 이 네트워킹 용어를 네트워킹 용어와 구별하는 것이 중요합니다. 전력 분배 장치, 이는 전기 시스템에서 다른 기능을 수행합니다.

주요 테이크 아웃

• 전송 계층은 프로토콜 데이터 단위(PDU) 데이터를 전송합니다.
• TCP는 세그먼트(Segment)라는 PDU를 사용합니다. UDP는 데이터그램이라는 PDU를 사용합니다.
• TCP 세그먼트는 데이터가 정확하고 순서대로 도착하도록 보장합니다. 그들은 신뢰할 수 있습니다.
• UDP 데이터그램은 데이터를 빠르게 전송합니다. 배송이나 주문을 보장하지 않습니다.
• 포트 번호는 전송 계층이 데이터를 올바른 애플리케이션으로 보내는 데 도움이 됩니다.
• TCP는 웹 브라우징과 이메일에 적합합니다. UDP는 비디오 스트리밍 및 온라인 게임에 적합합니다.
• 권리를 선택합니다 PDU 애플리케이션이 가장 잘 작동하도록 돕습니다.

전송 계층 및 해당 프로토콜 데이터 단위 이해

네트워킹에서 전송 계층의 역할

OSI 및 TCP/IP 모델에서의 위치

전송 계층은 네트워크 아키텍처 내에서 중요한 위치를 차지합니다. OSI(Open Systems Interconnection) 모델에서는 네트워크 계층 바로 위, 세션 계층 아래에 ​​있는 계층 4로 상주합니다. 마찬가지로, 보다 널리 구현된 TCP/IP 모델에서는 전송 계층이 인터넷 계층과 애플리케이션 계층 사이에 위치합니다. 이러한 배치를 통해 네트워크 수준 데이터 전달과 애플리케이션별 통신 간의 격차를 해소할 수 있습니다.

엔드투엔드 커뮤니케이션에 대한 핵심 책임

전송 계층은 서로 다른 호스트에서 실행되는 애플리케이션 간의 효과적인 엔드투엔드 통신을 보장하는 중요한 책임을 맡습니다. 지원합니다 프로세스 간 전달, 여러 응용 프로그램이 단일 네트워크 연결을 공유할 수 있습니다. 이 레이어는 다음과 같은 기능을 수행합니다. 포트 번호를 사용한 다중화 및 역다중화 데이터를 올바른 신청 절차로 안내합니다. 또한 상위 계층의 데이터를 세그먼트(TCP용) 또는 데이터그램(UDP용)으로 나누고 필요한 헤더를 추가합니다. 또한 전송 계층은 안정적인 통신을 유지하기 위해 오류 감지, 재전송 및 순서 지정을 처리합니다. 이는 수신기의 과부하를 방지하기 위해 흐름 제어를 조정하고, 빠른 발신자가 수신기의 데이터 버퍼를 압도하는 것을 방지하기 위해 데이터 전송 속도를 관리합니다.

전송 계층 프로토콜 데이터 단위 소개

프로토콜 데이터 단위란 무엇입니까?

A 프로토콜 데이터 단위 (PDU) 특정 네트워킹 프로토콜을 통해 통신하는 엔터티 간의 기본 교환 단위를 나타냅니다. 네트워크 전문가는 다층 프로토콜 스택으로 작업하고 프로토콜 상호 작용을 관리할 때 PDU를 활용합니다. 네트워킹 프로토콜, 특히 OSI 또는 TCP/IP 모델과 같은 계층화된 참조 모델 내에서 개발된 프로토콜은 데이터 교환 단위를 정의합니다. 예를 들어, 패킷은 네트워크 계층에서 IP 주소로 식별되는 호스트 간의 상호 작용을 관리하는 IP용 PDU 역할을 합니다. PDU는 일반적으로 대상 및 소스 주소와 같은 특정 데이터를 포함하는 프로토콜 헤더와 실제 전송되는 정보인 페이로드로 구성됩니다.

전송 계층에 특정 PDU가 필요한 이유

전송 계층에는 자체 계층이 필요합니다. 특정 프로토콜 데이터 단위 프로세스 간 통신의 복잡성을 관리합니다. 호스트 간 전달에 중점을 두는 네트워크 계층과 달리 전송 계층은 데이터가 해당 호스트의 올바른 애플리케이션에 도달하도록 보장해야 합니다. 이를 위해서는 특정 애플리케이션을 식별하기 위해 포트 번호와 같은 PDU 내의 추가 정보가 필요합니다. PDU는 또한 선택한 전송 프로토콜에 따라 신뢰성, 흐름 제어 및 연결 관리에 대한 정보를 전달합니다.

TCP 세그먼트: 신뢰할 수 있는 프로토콜 데이터 단위

TCP 세그먼트 정의

TCP 세그먼트의 특성

TCP 세그먼트는 전송 제어 프로토콜 내에서 데이터 전송의 기본 단위를 나타냅니다. 각 세그먼트는 헤더와 페이로드로 구성됩니다. 헤더는 전송을 위한 필수 메타데이터를 전달합니다. 타임스탬프나 선택적 승인과 같은 선택적 필드가 포함된 경우 크기는 일반적으로 20바이트에서 최대 60바이트입니다. MSS(최대 세그먼트 크기)는 헤더를 제외하고 TCP 세그먼트가 전달할 수 있는 최대 데이터 양을 정의합니다. 이는 기본 레이어 2 네트워크의 최대 전송 단위(MTU)에 직접적인 영향을 받는 레이어 4 개념입니다. 네트워크 엔지니어는 MSS를 다음과 같이 계산합니다. MTU - IP헤더 - TCP헤더. 예를 들어 이더넷 MTU가 1,500바이트이고 IP 헤더가 20바이트, TCP 헤더가 20바이트인 경우 MSS는 1,460바이트가 됩니다. 일반적인 MSS 값에는 이전 네트워크의 경우 512바이트와 대부분의 이더넷/IP 네트워크의 기본값인 1460바이트가 포함됩니다.

TCP 세그먼트 프로토콜 데이터 단위의 목적

TCP 세그먼트의 주요 목적 프로토콜 데이터 유닛 제공하는 것이다 신뢰할 수 있고 순서가 있으며 오류가 수정되었습니다. 애플리케이션 간 데이터 전송. 서버와 클라이언트 간의 안전한 전송을 위해 데이터를 구성합니다. 이는 교환된 정보의 양에 관계없이 데이터 무결성을 보장합니다. TCP 세그먼트는 데이터 수신을 보장합니다. 오류 없이 올바른 순서로 오류 감지, 패킷 재전송 및 순서 지정과 같은 메커니즘을 통해.

TCP 세그먼트 헤더의 주요 구성 요소

소스 및 대상 포트 번호

TCP 세그먼트 헤더에는 통신 애플리케이션을 식별하는 데 중요한 필드가 포함되어 있습니다. 에이 16비트 소스 포트 필드는 발신자의 애플리케이션 포트 번호를 식별합니다. 마찬가지로, 16비트 대상 포트 필드 수신기의 애플리케이션 포트 번호를 식별합니다. 이러한 포트 번호는 다중화 및 역다중화를 가능하게 하여 데이터가 대상 호스트의 올바른 프로세스에 도달하도록 보장합니다.

시퀀스 및 승인 번호

순서 번호는 주문 배송에 매우 중요합니다. 에이 32비트 시퀀스 번호 필드 모든 데이터 바이트에 고유 번호를 할당합니다. 이 숫자는 세그먼트의 첫 번째 바이트의 바이트 번호를 나타냅니다. 순서가 잘못된 세그먼트를 재조립하는 데 도움이 됩니다. 그만큼 32비트 승인 번호 필드 보낸 사람의 다음 예상 시퀀스 번호를 나타냅니다. 이는 이전 바이트의 수신을 확인하고 ACK 플래그가 설정될 때 나타납니다.

제어 플래그 및 창 크기

TCP 헤더에는 각각 특정 기능을 수행하는 여러 제어 플래그가 포함되어 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:

• SYN(동기화): 3방향 핸드셰이크 중에 연결을 시작하는 데 사용됩니다.
• ACK(승인): 승인 번호 필드가 중요함을 나타냅니다.
• FIN(완료): 보낸 사람의 데이터 전송이 끝났음을 알립니다.
• RST(리셋): 복구할 수 없는 오류로 인해 연결을 재설정합니다.
• URG (긴급): 긴급 포인터 필드가 중요하며 긴급 데이터를 가리킴을 나타냅니다.
• PSH(푸시): 버퍼링된 데이터를 애플리케이션에 즉시 전달하도록 요청합니다.
  창 크기 필드, 16비트 값, 흐름 제어에 중요합니다. 이는 수신자가 기꺼이 받아들이는 데이터의 양을 지정하여 빠른 송신자가 느린 수신자를 압도하는 것을 방지합니다. 이 값은 창 크기 조정 옵션을 사용하여 최대 1GB 이상까지 확장할 수 있습니다.

TCP 세그먼트 프로토콜 데이터 유닛에 의해 활성화되는 기능

안정적인 데이터 전송 및 오류 복구

TCP는 승인, 시간 초과 및 재전송 메커니즘의 조합을 통해 안정적인 데이터 전송을 보장합니다. 각 세그먼트에는 손상을 감지하기 위한 체크섬 필드가 포함되어 있습니다. 세그먼트가 손상되면 대상 TCP는 이를 폐기하고 손실된 것으로 간주합니다. TCP는 승인을 사용하여 데이터 세그먼트의 성공적인 전달을 확인합니다. 누락, 지연 또는 손상된 세그먼트가 재전송됩니다. 이는 보낸 사람이 세 개의 중복 승인을 받은 경우에 발생합니다. 빠른 재전송또는 재전송 타이머가 만료되는 경우를 RTO 후 재전송이라고 합니다. 다음과 같은 파이프라인 프로토콜 Go-Back-N 및 선택적 반복 또한 손실되거나 손상된 데이터 및 승인 패킷을 처리하여 신뢰성을 더욱 향상시킵니다.

흐름 제어 및 혼잡 관리

TCP는 흐름 제어 및 정체 관리를 위해 정교한 메커니즘을 사용합니다. 흐름 제어는 수신자의 RWND(광고된 수신 창 크기)를 기반으로 승인되지 않은 세그먼트 수를 제한합니다. 비행 중 최대 데이터는 최소 RWND 및 혼잡 창(CWND)입니다. 혼잡 관리를 위해 TCP는 혼잡 제어 알고리즘 통합 AIMD(덧셈 증가/곱셈 감소) 그리고 느린 시작. CWND(혼잡 창)는 전송 속도를 조절하여 전송 중인 승인되지 않은 총 패킷 수를 제한합니다. 느린 시작은 CWND를 기하급수적으로 증가시켜 TCP 흐름이 링크 용량에 빠르게 도달하도록 돕습니다. 느린 시작 임계값이 충족되면 흐름은 혼잡 회피에 들어가고 AIMD가 인계받아 선형 CWND 증가로 이어집니다.

연결 설정 및 종료

TCP 세그먼트는 3방향 핸드셰이크를 통해 연결 설정을 용이하게 합니다. 클라이언트는 초기 시퀀스 번호와 함께 SYN 세그먼트를 전송하여 활성 열기를 시작합니다. 서버는 클라이언트의 SYN을 승인하고 단일 세그먼트로 자체 SYN을 보냅니다. 마지막으로 클라이언트는 서버의 SYN을 확인하여 연결을 설정합니다. 연결 종료에는 다음이 포함됩니다. 4방향 악수. 한 애플리케이션은 더 이상 보낼 데이터가 없음을 나타내는 FIN 세그먼트를 전송하여 활성 닫기를 수행합니다. 다른 쪽 끝은 FIN을 수신하고 이를 확인한 후 파일 끝을 애플리케이션에 전달합니다. 나중에 해당 애플리케이션은 소켓을 닫고 TCP가 FIN을 보냅니다. 활성 닫기를 수행한 시스템은 이 최종 FIN을 수신하고 승인하여 종료를 완료합니다.

UDP 데이터그램: 비연결 프로토콜 데이터 단위

UDP 데이터그램 정의

UDP 데이터그램의 특성

UDP 데이터그램은 다음을 나타냅니다. 간단한 메시지 지향 전송 계층 프로토콜. 여기에는 헤더와 페이로드 모두에 대한 체크섬을 통한 무결성 확인이 포함됩니다. 그러나 상위 계층 프로토콜로의 메시지 전달을 보장하지는 않습니다. UDP 계층은 메시지를 보낸 후에는 메시지의 상태를 유지하지 않으므로 가끔 '신뢰할 수 없는 데이터그램 프로토콜'로 지정됩니다. 원하는 전송 신뢰성은 애플리케이션 수준에서 구현되어야 합니다.

UDP 데이터그램은 몇 가지 주요 특성을 가지고 있습니다.:

• 간단하고 가벼운 구조: 각 UDP 데이터그램에는 소스 포트, 대상 포트, 길이, 체크섬(IPv4에서는 선택 사항, IPv6에서는 필수) 및 데이터에 대한 필드가 포함되어 있습니다.
• 신뢰성 부족: UDP는 승인이나 재전송을 제공하지 않습니다. 이는 손실되거나 손상된 패킷이 눈에 띄지 않을 수 있으므로 보장된 전달이 필요한 애플리케이션에 적합하지 않을 수 있음을 의미합니다.
• 비연결 프로토콜: UDP는 데이터 전송 전에 연결을 설정하지 않습니다. 이는 각 데이터그램을 전달이나 순서에 대한 보장 없이 독립적인 단위로 취급합니다.
• 단순성과 효율성: 연결 설정 및 유지 관리가 없기 때문에 TCP에 비해 오버헤드와 대기 시간이 낮습니다.
• 무국적: 송신자나 수신자 모두 상태나 연결 관련 정보를 유지하지 않습니다.
• 혼잡 제어 없음: UDP는 네트워크 상태에 관계없이 데이터를 전송하므로 네트워크가 과부하되면 패킷 손실이 발생할 수 있습니다.
• 흐름 제어 없음: 너무 많은 데이터로 인해 발신자가 수신자에게 부담을 주는 것을 방지하는 메커니즘이 부족합니다.
• 오류 복구 또는 시퀀싱 없음: UDP는 패킷이 도착하거나, 순서대로 도착하거나, 한 번만 도착한다는 보장을 제공하지 않습니다. 패킷이 순서가 잘못되었거나, 중복되거나, 손실되었을 수 있습니다.

UDP 데이터그램 프로토콜 데이터 단위의 목적

UDP(사용자 데이터그램 프로토콜)는 시간에 민감한 애플리케이션을 위해 특별히 선택된 통신 프로토콜 역할을 합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다 게임, 비디오 재생 또는 DNS(Domain Name System) 조회. 더 빠른 통신은 데이터를 전송하기 전에 대상과 확고한 연결을 형성하는 데 시간을 낭비하지 않기 때문에 발생합니다. UDP는 주로 다음을 설정하는 데 사용됩니다. 대기 시간이 짧고 손실을 허용하는 연결 인터넷의 응용 프로그램 사이. 수신자가 합의하기 전에 데이터 전송을 가능하게 하여 속도를 우선시합니다. 이는 VoIP, DNS 조회, 비디오 또는 오디오 재생과 같이 시간에 민감한 통신에 유용합니다.

UDP 데이터그램 헤더의 주요 구성 요소

소스 및 대상 포트 번호

UDP 데이터그램 헤더에는 통신 애플리케이션을 식별하기 위한 필수 필드가 포함되어 있습니다. 에이 소스 포트 필드는 보낸 사람의 포트를 식별합니다. 존재할 때. 사용하지 않으면 0으로 설정됩니다. 대상 포트 필드는 수신기의 포트를 식별하며 필수 필드입니다. 이러한 포트 번호를 통해 전송 계층은 데이터그램을 대상 호스트의 올바른 애플리케이션 프로세스로 보낼 수 있습니다.

길이 및 체크섬 필드

길이 필드는 UDP 헤더와 데이터의 총 길이를 바이트 단위로 지정합니다. 최소 길이는 헤더 자체의 크기인 8바이트입니다. 이론적 최대값은 65,535바이트이지만 IPv4는 데이터 길이를 65,507바이트로 제한합니다.. IPv6 점보그램의 경우 총 길이가 65,535바이트를 초과하면 길이 필드는 0입니다. 체크섬 필드는 오류 확인에 사용될 수 있습니다. IPv4에서는 선택 사항이고 대부분의 경우 IPv6에서는 필수입니다. 사용하지 않은 경우에는 모두 0이 포함됩니다.

UDP 데이터그램 프로토콜 데이터 유닛으로 활성화되는 기능

비연결 통신 및 최소 오버헤드

UDP는 발신자가 데이터 패킷(데이터그램)을 수신자에게 직접 전송할 수 있도록 하여 연결 없는 통신을 가능하게 합니다. 먼저 전용 연결을 설정하거나 핸드셰이크를 수행하지 않고 이 작업을 수행합니다. 즉, 승인이 필요하지 않아 데이터 흐름이 중단되지 않습니다. UDP 최소한의 오버헤드 여러 가지 디자인 선택에서 비롯됩니다. 간단한 패킷 구조를 사용하므로 송신자와 수신자 모두에게 필요한 처리 시간과 리소스가 줄어듭니다. TCP와 달리 UDP는 데이터 전송 속도를 조절하기 위해 흐름 제어를 구현하지 않습니다. 또한 오류 복구 기능도 부족합니다. UDP는 손실된 패킷을 재전송하거나 오류 수정을 처리하지 않습니다. UDP를 사용하는 애플리케이션은 데이터 무결성을 관리하고 필요한 경우 재전송을 담당합니다. 이러한 신뢰성 메커니즘의 생략으로 인해 UDP가 더 빠르고 단순해졌습니다.

신뢰성보다 속도

UDP는 속도를 우선시하는 비연결형 프로토콜. 공식적인 연결을 설정하거나 데이터 수신을 확인하지 않습니다. 엽서를 보내는 것과 유사하게 악수 없이 단순히 데이터를 개별 데이터그램으로 보냅니다. 이러한 접근 방식은 배송, 주문 또는 오류 수정을 보장하지 않으므로 배송을 신뢰할 수 없게 됩니다. 속도와 안정성을 고려할 때, 데이터그램이 작을수록 손실, 손상 또는 재정렬될 가능성이 적기 때문에 더 안정적입니다.. 또한 조각화, 삭제 또는 지연이 발생할 가능성도 적습니다. 데이터그램이 클수록 오버헤드 단위당 더 많은 페이로드를 전달하여 패킷 수와 처리 부하가 줄어들기 때문에 더 효율적이고 빠릅니다. 그러나 데이터그램이 클수록 손실, 손상, 재정렬, 네트워크 정체, 대기 시간 및 지터가 발생하기 쉽기 때문에 안정성이 떨어집니다. 또한 더 많은 대역폭과 리소스를 소비합니다.

전송 계층 프로토콜 데이터 단위 비교: 세그먼트와 데이터그램

프로토콜 데이터 단위 설계의 근본적인 차이점

신뢰성, 속도 및 오버헤드 비교

TCP 세그먼트와 UDP 데이터그램은 근본적인 디자인 차이를 나타냅니다., 안정성, 속도 및 오버헤드에 직접적인 영향을 미칩니다. TCP 우선순위 데이터 무결성 보장. 안정적인 데이터 전달을 보장하고 손실된 데이터를 재전송합니다. TCP는 시퀀스 번호를 사용하여 데이터가 올바른 순서로 재조립되도록 합니다. 헤더와 데이터 모두에 대한 체크섬을 사용하여 강력한 오류 검사를 수행합니다. 또한 TCP에는 네트워크 정체를 방지하기 위한 메커니즘이 내장되어 있습니다. 반대로 UDP는 패킷을 추적하거나 재전송하지 않으므로 데이터 손실이 발생할 수 있습니다. 또한 데이터를 추적하거나 재정렬하지 못하므로 순차적 처리에 문제가 될 수 있습니다. UDP에는 혼잡 중에 전송 속도를 늦추는 메커니즘이 없습니다.

TCP의 포괄적인 기능은 3방향 핸드셰이크와 지속적인 승인으로 인해 지연 시간을 높이는 데 기여합니다. 또한 더 큰 20-60바이트 헤더, 더 많은 대역폭을 소비합니다. TCP는 리소스 집약적이므로 연결 상태, 타이머 및 시퀀스 번호에 대해 더 많은 메모리와 처리가 필요합니다. TCP에서 패킷이 손실되면 스트림의 후속 패킷이 지연될 수 있습니다. 이 현상을 헤드 오브 라인 차단이라고 합니다. 그러나 UDP는 더 빠르고 간단하며 효율적인 접근 방식을 제공합니다.. 고정된 8바이트 헤더로 인해 오버헤드가 매우 낮습니다.

특징	TCP(전송 제어 프로토콜)	UDP(사용자 데이터그램 프로토콜)
신뢰할 수 있음	데이터 전달을 보장합니다.	데이터 전달을 보장하지 않습니다.
속도	비교적 느립니다.	더 빠르고, 더 간단하고, 더 효율적입니다.
헤더 길이	가변 길이(20-60바이트).	고정 길이(8바이트).
간접비	낮지만 UDP보다 높습니다.	매우 낮습니다.

연결 지향 및 비연결 접근 방식

통신 설정에 대한 접근 방식은 또한 이 두 가지 전송 계층 프로토콜 데이터 단위를 구별합니다. TCP는 연결 지향적입니다. 다음을 사용하여 전용 연결을 설정합니다. 3방향 핸드셰이크(SYN, SYN-ACK, ACK) 데이터 전송 전. 4방향 핸드셰이크로 이 연결을 종료합니다. TCP는 세션 전반에 걸쳐 통신 상태를 적극적으로 추적합니다. 반면 UDP는 연결이 없습니다. 사전 핸드셰이크나 전용 연결 없이 데이터를 전송합니다. 각 패킷은 독립적으로 전송되며 UDP는 통신 상태를 추적하지 않습니다.

각 프로토콜 데이터 단위의 실제 적용

TCP 세그먼트 사용 사례

안정적이고 순서적이며 오류 제어가 가능한 데이터 전송이 필요한 애플리케이션은 주로 TCP 세그먼트를 사용합니다. WhatsApp, Instagram, Google Chat, iMessage 등의 문자 커뮤니케이션 애플리케이션 TCP에 의존합니다. 파일 전송 프로토콜(FTP)은 데이터 손실이 허용되지 않고 올바른 순서가 중요한 파일을 전송하는 데 필수적입니다. 웹 페이지에 액세스하는 데 사용되는 HTTP(HyperText Transfer Protocol)는 순서대로 데이터 전달, 오류 제어, 흐름 제어 및 데이터 세그먼트 재전송을 위한 TCP의 기능을 활용합니다. 이메일 전송을 위한 애플리케이션 계층 프로토콜인 SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)도 TCP 서비스에 의존합니다.

UDP 데이터그램 사용 사례

안정성보다 속도를 우선시하는 애플리케이션은 UDP 데이터그램을 사용하는 경우가 많습니다. VoIP 및 화상 회의에 사용되는 라이브 비디오 스트리밍, UDP의 낮은 오버헤드와 패킷 손실에 대한 내성을 활용하여 대기 시간을 줄입니다. DNS(Domain Name System)는 일반적으로 빠르고 가벼운 쿼리를 위해 UDP를 사용합니다. 시장 데이터 멀티캐스트는 여러 수신자에게 동시에 시장 데이터를 효율적으로 전달하기 위해 지연 시간이 짧은 거래에서 UDP를 활용합니다. 사물 인터넷(IoT) 장치는 작은 데이터 패킷을 전송하기 위해 UDP를 사용하는 경우가 많습니다. 유튜브, 넷플릭스 등 스트리밍 서비스 대기 시간을 최소화하고 약간의 패킷 손실을 허용하여 원활한 실시간 재생을 위해 UDP를 사용합니다. 멀티플레이어 게임도 UDP를 선호합니다. 사소한 패킷 손실을 허용하면서 실시간 응답성과 원활한 게임 경험을 보장합니다.

전송 계층 프로토콜 데이터 단위의 중요성

PDU가 프로세스 간 전달을 촉진하는 방법

PDU 라우팅에서 포트 번호의 역할

세그먼트나 데이터그램과 같은 전송 계층 PDU는 네트워크 계층의 호스트 간 전달 서비스를 확장하는 데 중요합니다. 공정간 배송 서비스. 여기에는 애플리케이션 멀티플렉싱 및 디멀티플렉싱이 포함됩니다. 전송 측에서 전송 계층은 응용 프로그램 메시지를 잠재적으로 더 작은 청크로 나누고 전송 계층 헤더를 추가하여 전송 PDU로 변환합니다. 그런 다음 이러한 PDU는 네트워크 계층으로 전달됩니다. 수신 측에서 전송 계층은 네트워크 계층으로부터 이러한 PDU를 수신하고 전송 헤더를 제거하고 메시지를 재조립하여 올바른 애플리케이션 프로세스에 전달합니다. 이렇게 하면 서로 다른 호스트에서 실행되는 응용 프로그램이 물리적으로 연결되어 있지 않더라도 논리적으로 통신할 수 있습니다.

포트 번호는 호스트의 특정 애플리케이션이나 서비스를 식별하기 위한 전송 계층에서 매우 중요합니다. 데이터가 대상에 도착하면 전송 계층은 헤더의 포트 번호를 사용하여 데이터를 올바른 애플리케이션으로 보냅니다. 예를 들어, 포트 80은 HTTP 트래픽을 처리하고 포트 25는 이메일을 관리합니다.. 이 메커니즘을 사용하면 단일 장치의 여러 응용 프로그램이 데이터의 잘못된 방향 지정 없이 동시에 통신할 수 있습니다.

프로토콜 데이터 유닛의 캡슐화 및 캡슐화 해제

전송 계층에서 캡슐화에는 다음 중 하나를 추가하는 작업이 포함됩니다. 데이터에 대한 TCP 또는 UDP 헤더. TCP 헤더는 소스 및 대상 포트 번호, 시퀀스 번호, 승인 번호, 창 크기 및 제어 플래그를 포함하여 포괄적입니다. 이와 대조적으로 UDP 헤더는 소스 포트, 대상 포트, 길이 및 체크섬 필드만 포함하여 더 간단합니다. 이 프로세스는 데이터를 TCP용 세그먼트 또는 UDP용 데이터그램으로 변환합니다. 이 계층의 캡슐화 해제는 포트 번호를 검사하여 데이터를 올바른 애플리케이션으로 보내는 데 중점을 둡니다. TCP의 경우 전송 헤더를 제거하고 데이터를 애플리케이션에 전달하기 전에 시퀀스 번호, 승인 및 흐름 제어도 관리합니다.

네트워크 성능 및 애플리케이션 설계에 미치는 영향

적절한 프로토콜 데이터 단위 선택

TCP 세그먼트와 UDP 데이터그램 중 하나를 선택하는 것은 네트워크 성능과 애플리케이션 설계에 큰 영향을 미칩니다. TCP는 중요한 애플리케이션의 데이터 무결성을 보장합니다. 금융거래, 의료기록 등 배송을 보장합니다. 그러나 TCP 오버헤드는 추가 헤더, 승인 트래픽 및 재전송으로 인해 성능에 큰 영향을 미치고 대역폭과 처리 리소스를 소비합니다. HOL 차단은 누락된 데이터가 재전송되기를 기다리는 동안 후속 데이터 세그먼트를 지연시킬 수도 있으며, 특히 대기 시간이 긴 네트워크의 성능에 영향을 미칩니다.

반대로 UDP는 최소한의 오버헤드로 가벼운 통신을 제공하므로 지연을 허용할 수 없는 시간에 민감한 애플리케이션에 매우 중요합니다. 다음과 같은 애플리케이션 비디오 스트리밍(YouTube, Netflix)은 UDP를 선호합니다.. 사용자는 사소한 결함만 발견할 수 있으므로 재전송을 위해 스트림을 일시 중지하는 것보다 단일 프레임을 삭제하는 것이 좋습니다. 온라인 게임도 UDP의 이점을 누릴 수 있습니다. 너무 늦게 완벽한 정보를 받는 것보다 조금 오래된 정보를 받는 것이 낫습니다.

다양한 커뮤니케이션 요구에 맞게 최적화

통신 요구 사항을 최적화하려면 올바른 전송 계층 프로토콜을 선택하고 특정 전략을 구현해야 합니다. 예를 들어, PDU 라우터(PduR) 서로 다른 통신 프로토콜 간에 PDU를 효율적으로 라우팅합니다. 이는 버스별 인터페이스 모듈 또는 컨트롤러 간에 수신된 PDU를 전송하기 위한 게이트웨이 역할을 합니다. CanTp(CAN 전송 프로토콜)는 흐름 제어를 포함하여 대형 PDU를 분할하고 수신기에서 재조립하여 메시지 크기를 최적화합니다. 개발자는 프로토콜을 선택할 때 데이터 유형, 대역폭 요구 사항, 안정성 요구 사항 및 하드웨어 비용을 고려합니다.

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전송 계층의 프로토콜 데이터 유닛 TCP 세그먼트이거나 UDP 데이터그램입니다. TCP 세그먼트는 안정적이고 순서 있으며 오류가 확인된 데이터 전달을 보장합니다. UDP 데이터그램은 빠르고 연결이 없으며 오버헤드가 낮은 전송을 위해 최적화됩니다. 각 PDU 유형은 고유한 통신 요구 사항을 충족합니다. 이로 인해 애플리케이션 성능과 네트워크 효율성을 위해 둘 중 하나를 선택하는 것이 중요합니다. 이러한 PDU를 이해하는 것은 데이터가 네트워크를 통해 이동하고 의도한 프로세스에 도달하는 방식을 이해하는 데 필수적입니다.

FAQ

TCP 세그먼트와 UDP 데이터그램의 주요 차이점은 무엇입니까?

TCP 세그먼트는 안정적이고 순서가 있으며 오류가 확인된 데이터 전달을 제공합니다. 반대로 UDP 데이터그램은 빠르고 연결이 없으며 오버헤드가 낮은 전송을 제공합니다. 개발자는 애플리케이션 요구 사항에 따라 둘 중 하나를 선택합니다.

애플리케이션이 TCP 세그먼트를 사용하는 이유는 무엇입니까?

애플리케이션은 보장된 데이터 전달이 필요할 때 TCP 세그먼트를 사용합니다. 여기에는 웹 검색, 이메일, 파일 전송이 포함됩니다. TCP는 데이터가 올바른 순서로 올바르게 도착하도록 보장합니다.

UDP 데이터그램이 애플리케이션에 더 나은 선택은 언제입니까?

UDP 데이터그램을 사용할 때 애플리케이션은 안정성보다 속도를 우선시합니다. 예로는 라이브 비디오 스트리밍, 온라인 게임, DNS 조회 등이 있습니다. 이러한 애플리케이션은 대기 시간 단축을 위해 사소한 데이터 손실을 허용합니다.

전송 계층 PDU에서 포트 번호는 어떤 역할을 합니까?

포트 번호는 호스트의 특정 애플리케이션을 식별합니다. 이를 통해 전송 계층은 들어오는 데이터를 올바른 소프트웨어 프로세스로 보낼 수 있습니다. 이를 통해 여러 애플리케이션이 동시에 통신할 수 있습니다.

UDP는 어떤 형태의 오류 검사도 제공합니까?

예, UDP에는 체크섬 필드가 포함되어 있습니다. 이 체크섬은 헤더와 페이로드의 손상을 감지하는 데 도움이 됩니다. 그러나 UDP는 손실되거나 손상된 데이터그램을 재전송하지 않습니다.

TCP의 시퀀스와 승인 번호의 목적은 무엇입니까?

시퀀스 번호는 순서가 지정된 데이터 전달을 보장합니다. 스트림 내에서 데이터의 위치를 ​​식별합니다. 승인 번호는 데이터의 성공적인 수신을 확인하여 신뢰성과 재전송을 가능하게 합니다.

단일 애플리케이션이 TCP와 UDP를 모두 사용할 수 있습니까?

예, 애플리케이션은 다양한 기능에 TCP와 UDP를 모두 사용할 수 있습니다. 예를 들어 게임 애플리케이션은 실시간 게임 플레이 데이터에 UDP를 사용하고 로그인 또는 채팅 기능에 TCP를 사용할 수 있습니다.