1. TCP 혼잡 제어 (Congestion Control)
① 혼잡(Congestion)의 개념 및 발생 원인
- 정의: 수많은 송신자(Sender)가 동시에 높은 전송률로 데이터를 전송할 때, 라우터 및 네트워크의 처리 용량을 초과하여 패킷 지연 및 손실(Packet Loss)이 발생하는 현상입니다.
- 흐름 제어(Flow Control)와의 차이:
- 흐름 제어: 수신자(Receiver)의 버퍼 Overflow를 막기 위해 수신자가 전송량을 통제합니다.
- 혼잡 제어: 네트워크 전체의 정체를 막기 위해 송신자(Sender)가 스스로 전송량을 통제합니다.
- 블라인드 네트워크(Blind Network): TCP는 물리적인 라우터 내부 상태를 직접 볼 수 없으므로, 재전송 이벤트(Timeout 또는 3 중복 ACK)를 통해 네트워크 혼잡 상태를 추정/판단합니다.
② TCP 혼잡 제어의 핵심 메커니즘 (CongWin 제어)
송신자는 한 번에 보낼 수 있는 패킷의 양인 CongWin (Congestion Window Size)을 조정하여 전송률을 제어합니다. (ms 단위로 초당 수천 번 이상 유연하게 변동됨)
1) Slow Start (SS) - 빠른 초기 증가
- 동작: 통신 시작 초기 또는 Timeout 발생 직후에 적용됩니다.
- 증가 방식: 패킷 1개에 대한 ACK가 도착할 때마다 CongWin을 1 MSS씩 늘립니다. 즉, 매 RTT마다 전송량이 2배(지수 함수적)로 증가합니다.
- 목적: 가용 대역폭을 빠르게 탐색하기 위함입니다.
2) AIMD (Additive Increase / Multiplicative Decrease) - 혼잡 회피
- Additive Increase (선형 증가):
- CongWin이 임계치(Threshold)에 도달하면, 급격한 혼잡을 방지하기 위해 매 RTT마다 1 MSS씩 천천히 증가시킵니다.
- Multiplicative Decrease (지수적 감소):
- 3 중복 ACK 발생 시: 비교적 경미한 손실로 판단하여 Threshold 및 CongWin을 절반(1/2)으로 줄인 후 선형 증가(AIMD)를 재개합니다.
- Timeout 발생 시: 네트워크 상태가 매우 심각한 것으로 판단하여 CongWin을 최소 단위인 1 MSS로 급격히 줄이고, 다시 Slow Start 단계부터 시작합니다.
③ 혼잡 제어 이벤트 반응 요약
[통신 시작 / Timeout 발생]
│
▼
[Slow Start (SS)]
(RTT마다 2배씩 지수 증가)
│
(Threshold 도달)
▼
[AIMD (Congestion Avoidance)]
(RTT마다 1 MSS씩 선형 증가)
│
┌──────────────────────┴──────────────────────┐
[3-Duplicate ACKs 발생] [Timeout 발생]
│ │
(CongWin을 1/2로 감소) (CongWin을 1 MSS로 초기화)
│ │
(AIMD 단계 재개) (Slow Start 단계 재개)
2. UTP 랜케이블 제작 실습 (RJ-45 커넥팅)
사진 없이도 케이블 제작 공정을 한눈에 파악할 수 있도록 순서와 핵심 팁을 재정리했습니다.
① 준공구 및 주의사항
- 준비물: UTP 케이블, RJ-45 커넥터, 피복 스트리퍼(탈피기), 랜 크림퍼(Crimper - 찝는 공구), 케이블 테스터기.
- 안전 및 환경 주의사항: 피복 내부의 흰색 나일론 실(심선 구원용) 및 잘라낸 피복 조각은 화학 약품 처리가 되어 피부 자극을 유발할 수 있으므로, 작업 후 손을 비누로 깨끗이 씻고 잔여물은 모아서 폐기해야 합니다.
② 랜케이블 제작 순서 (T568B 표준 규격)
- 피복 벗기기: 피복 스트리퍼로 UTP 케이블 끝에서 약 3~4cm 지점의 피복을 돌려 벗겨냅니다.
- 선 풀어주기: 꼬여 있는 4쌍(8가닥: 주황, 파랑, 초록, 갈색)의 선을 각각 풀어 곧게 펴줍니다.
- 배열 맞추기 (T568B 다이렉트 케이블 기준):
- Left(1번)부터 Right(8번) 방향으로 아래 순서대로 배치합니다.
- 1. 띠주황 $\rightarrow$ 2. 주황 $\rightarrow$ 3. 띠초록 $\rightarrow$ 4. 파랑 $\rightarrow$ 5. 띠파랑 $\rightarrow$ 6. 초록 $\rightarrow$ 7. 띠갈색 $\rightarrow$ 8. 갈색
- (주의 point: 3번/4번/6번 선의 교차 배치가 핵심이며, 초록색과 파란색 조합이 엇갈려 들어가야 합니다.)
- 절단 및 수평 정렬: 배열한 8가닥의 선을 손가락 한 마디 길이(약 1.5cm) 정도로 모아 쥐고, 크림퍼의 가위 날을 이용해 수평으로 일직선이 되게 단정히 잘라냅니다.
- RJ-45 커넥터 삽입:
- RJ-45 플라스틱 고정 꼬다리(Clips)가 바닥(뒤)을 향하도록 잡습니다.
- 8가닥의 선을 커넥터 내부 끝까지 밀어 넣습니다. 겉 피복까지 커넥터 내부로 깊숙이 들어가는 것이 핵심입니다. (피복이 집혀야 케이블을 당겨도 선이 빠지지 않음)
- 압착 (Crimping): 커넥터를 크림퍼의 RJ-45 구멍에 완전히 넣은 후, 선이 뒤로 밀려나가지 않게 손으로 꼭 쥐고 공구를 힘껏 꽉 찝어 줍니다.
- 테스트 및 성능 확인:
- 케이블 양끝을 랜 테스터기에 꽂아 1번부터 8번까지 LED 불빛이 순서대로 점등되는지 확인합니다.
- 8가닥 전체 정상 연결: 1 Gbps (1,000 Mbps) 기가비트 통신 가능.
- 주요 4가닥(1, 2, 3, 6번)만 연결/일부 단선: 100 Mbps로 속도가 저하되지만 통신 자체는 유지됨.