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TCP 느린 시작 알고리즘: TCP가 혼잡을 제어하는 방법
TCP(전송 제어 프로토콜)는 컴퓨터 네트워크에서 가장 널리 사용되는 프로토콜 중 하나로, 장치 간에 안정적인 데이터 전송을 보장합니다. 네트워크 정체와 관련하여 TCP에는 정체를 제어하는 데 도움이 되는 느린 시작이라는 기본 제공 알고리즘이 있어 네트워크 리소스가 과부하되지 않고 잘 활용되도록 합니다.
이 기사에서는 TCP 느린 시작 알고리즘, 작동 방식 및 네트워크 성능을 개선하는 데 사용할 수 있는 방법에 대해 자세히 설명합니다.
느린 시작 알고리즘에 대해 알아보기 전에 먼저 컴퓨터 네트워크에서 정체가 무엇을 의미하는지 이해해 봅시다. 네트워크 혼잡은 네트워크를 통해 전송되는 패킷 수가 네트워크의 가용 용량을 초과할 때 발생합니다. 이로 인해 패킷 손실, 대기 시간 증가 및 처리량 감소가 발생합니다.
정체를 방지하기 위해 TCP는 네트워크가 최적으로 활용되도록 다양한 기술을 사용하는 정체 제어 메커니즘을 사용합니다. TCP에서 사용하는 가장 중요한 기술 중 하나는 느린 시작 알고리즘입니다.
TCP 느린 시작 알고리즘은 네트워크를 통해 전송되는 데이터의 양을 규제하는 혼잡 제어 메커니즘입니다. 적은 수의 패킷을 보내고 승인을 기다린 다음 네트워크 용량에 따라 전송되는 패킷 수를 늘리는 것으로 시작합니다. "느린 시작"이라는 이름은 알고리즘이 적은 수의 패킷으로 시작하여 네트워크 용량에 도달할 때까지 점차적으로 패킷 수를 증가시킨다는 사실을 나타냅니다.
이 알고리즘은 네트워크가 증가된 로드에 적응할 기회를 갖기 전에 네트워크가 패킷으로 플러딩되지 않도록 하여 혼잡을 방지하도록 설계되었습니다. 느린 시작은 전송되는 패킷 수를 점진적으로 증가시킴으로써 네트워크가 증가된 로드에 적응할 수 있도록 하여 혼잡을 방지하고 최적의 네트워크 성능을 보장합니다.
새 TCP 연결이 설정되면 느린 시작 알고리즘이 시작됩니다. 알고리즘은 적은 수의 패킷(일반적으로 2개)을 수신자에게 보내는 것으로 시작합니다. 이러한 패킷이 전송되면 발신자는 추가 패킷을 보내기 전에 수신자의 승인을 기다립니다.
확인 응답을 받았다고 가정하면 보낸 사람은 다음 라운드에서 보낸 패킷 수를 두 배로 늘립니다. 예를 들어 처음 두 개의 패킷이 확인되면 보낸 사람은 다음 라운드에서 네 개의 패킷을 보냅니다.
이 프로세스는 발신자가 네트워크의 정체를 감지할 때까지 계속됩니다. 정체는 여러 가지 방법으로 감지할 수 있지만 가장 일반적으로 패킷 손실로 감지됩니다. 보낸 사람이 패킷이 손실되었음을 감지하면 네트워크가 혼잡하다고 가정하고 다음 라운드에서 전송되는 패킷 수를 줄입니다.
이 알고리즘에는 타임아웃 메커니즘도 포함되어 있어 보낸 사람이 특정 기간 내에 승인을 받지 못하면 패킷이 손실된 것으로 간주하고 패킷을 다시 전송합니다. 이 시간 초과 메커니즘은 알고리즘이 네트워크의 변경 사항에 빠르게 적응할 수 있도록 합니다.
TCP 느린 시작 알고리즘이 작동하는 방식을 살펴보았으므로 이제 코드에서 이를 구현하는 방법을 살펴보겠습니다. 대부분의 프로그래밍 언어에는 TCP를 지원하는 내장 라이브러리가 있으며 이러한 라이브러리는 일반적으로 느린 시작 알고리즘을 자동으로 구현합니다.
예를 들어 Python에서는 내장 소켓
라이브러리를 사용하여 TCP 연결을 생성할 수 있으며 라이브러리는 느린 시작 알고리즘을 사용하여 혼잡 제어를 자동으로 처리합니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
import socket
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client_socket.connect(('example.com', 80))
# Start slow start algorithm
client_socket.send('Hello, world!')
response = client_socket.recv(1024)
# Slow start continues until network congestion is detected
이 예제에서 볼 수 있듯이 느린 시작 알고리즘은 send()
함수가 호출될 때 자동으로 시작되고 정체가 감지될 때까지 계속됩니다.
TCP 느린 시작 알고리즘은 네트워크 리소스를 최적으로 활용하기 위해 TCP에서 사용하는 필수 혼잡 제어 메커니즘입니다. 슬로우 스타트는 네트워크를 통해 전송되는 패킷 수를 점진적으로 증가시킴으로써 네트워크가 증가된 부하에 적응할 수 있도록 하여 혼잡을 방지하고 안정적인 데이터 전송을 보장합니다.
코드에서 느린 시작을 구현하는 것은 일반적으로 간단합니다. 대부분의 프로그래밍 언어는 느린 시작 알고리즘을 사용하는 정체 제어를 포함하는 TCP에 대한 기본 제공 지원을 제공합니다.