컴퓨터 네트워크(2023.12.5)

<Connection>
1. Connectionless
- different paths for different datagrams belonging to the same message
- independency between pakcets
- 패킷사이의 관련성이 없다

2. Connection-oriented
- dependency between packets 
- 패킷사이의 관련성이 있다

 

 
<Stop-and-Wait Protocol>
- A connection-oriented protocol uses both flow and error control
  - The sender sends one packet at a time and waits for an acknowledgement before sending the next one
  - To detect corrupted packets, we need to add a checksum to each data packet
  - 송신기쪽에서 packet을 보낼 때 Timer를 가동하고 timeout이 되기전 수신기 측에서 ack를 보내면 송신기측에서 packet segment를 보낸다



<Services>
- User Datagram Protocol(UDP)
  - Unreliable, connectionless, no error control
  - For simple and efficiency
 
- Transmission Control Protocol
  - Reliable, connection oriented

- Stream Control Transmission Protocol
  - Combines the features of UDP and TCP




<Some well-kown ports used with UDP and TCP>
1. FTP
- port number : 20, 21
- File Transfer Protocol

2. TELNET
- port number : 23
- Terminal Nerwork

3. DNS
- port number : 53
- Domian Name Service

4. DHCP
- port number : 67
- Dynamic Host Configuration Protocol

5. HTTP
- port number : 80
- Hypertext Transfer Protocol




<UDP>
1. UDP user datagram
- Header(8bytes) + Data
- Header format
  - 2byte(16bits)의 Sourceport number(Total length)
  - 2byte(16bits)의 Destination port number(Checksum -> 존재하지만 쓰이지는 않는다)




<UDP Services>
- Process-to-process communication
  - socket address : IP address + port number
  
- Connectionless services
  - No sequence number, possibly different travel path
  - No fragmentation : max 65,507 bytes ((65,545 - 8(UDP header) - 20(IP header))

- Flow control
  - No flow control, no window mechanism
  
- Error control
  - No error control except checksum in header(no ack)

- Checksum
  - Checksum calculation includes peseudo-header, UDP, header, and data




<Pseudo-header for checksum calculation>
- IP주소까지 함께 계산해서 checksum으로 보내라
- Checksum calculation is optional(선택)




<UDP Applications>
- Simple request-response communication
- Trivial File Transfer Protocol(TFTP)
- Multicasting/broadcasting
- Simple Network Management Protocol(SNMP) -> network장치들의 장비들을 확인 및 설정
- Routing Information Protocol(RIP)




<Transmission Control Protocol(TCP) services>
- Connection oriented & reliable protocol
- Process-to-Process communication using port number
- Stream delivery service -> 끝이 없이 data를 보내는 것
- Sending and receiving buffer for flow and error control
- Segment(자른다) 기능 존재
- Full duplex communication
- Multiplexing and demultiplexing
- Connection oriented service
- Reliable service using acknowledgment




<TCP Features>
- Byte number
  - An arbitrary number between 0 and (2^32)-1 for the first byte from the application process
  - The sequence number defines the number assigned to the first byte cotained in the segment




<Control field>
- ACK : acknowledgement field의 유효 여부
- PSH : 수신 TCP 계층의 buffer에 저장된 segment를 즉시 응용 계층으로 전달
- RST : 접속 문제 발생 시 강제적으로 해지
- SYN : 접속 설정과정에서 사용
- FIN : 한 쪽의 node가 더 이상 송신할 data가 없을 때 

- Window size
  - The available window size of the sending TCP in bytes

- Checksum
  - Mandatory(의무적) in TCP, but option in the UDP datagram
  - Calculation includes pseudo-header and data




<A TCP Connection>
- TCP is connection-oriented
  - TCP provides retransmission(재전송) function and reordering(buffer가 존재해서 reordering) cf)IP cannot

- Connection establishment
  - Three-way handshaking
    1. The server program tells its TCP that it is ready to accept a connection(passive open : 먼저 열어놓고 기다린다)
    2. The client program issues a request for an active open




<Rule of ack. response>
1. Rule 1 : The piggyback(data를 받을 때 아까 받은 것에 대한 ack number를 받는 것) should be included

2. Rule 2 : When the receiver has no data to send and has to send an ack., it watis unil another segment arrives or timer expires

3. Rule 3 : When the receiver receives the expected sequenced segment(다음 번 패킷) before sending an ack.
  it sends and ack. immediately

4. Rule 4 : When the receiver receives the out-of-order sequenced(순서가 바뀐 패킷) segment, it sends an ack. 
  with expected sequence number

4. Rule 4 : When the receiver receives the missing segment, it sends an ack. with expected sequence number(수신을 기대하는 packet)

5. Rule 6 : If duplicated segment(중복된 패킷) arrives, the receiver sends and ack.
  with expected sequence number(다음번 패킷)