CH4. 커넥션 관리

[sukstar76]

4장 주요 목적

• HTTP 에서 TCP 커넥션 사용법
• TCP 커넥션의 지연, 병목, 막힘
• 병렬, keep-alive, 파이프라인 → 성능 최적화
• 커넥션 관리에 따른 규칙들

신뢰 가능한 tcp

• byte 를 순서에 따라 전송됨
• 각 tcp segment는 ip패킷에 담겨 전달됨
• ip패킷

  • ip 패킷 헤더

    

  • tcp segment 헤더

    

  • tcp 데이터

  • IP 헤더는 발신자와 목적지 IP 주소, 크기, 기타 플래그

  • TCP 세그먼트 헤더는 TCP 포트 번호, TCP 제어 플래그, 그리고 데이터의 순서와 무결성을 검사하기 위해 사용되는 숫자 값

• (source ip, source port, dest ip, dest port) → 프로토콜 한정 식별자

http 트랜잭션 지연

• 원인
  • dns 찾기 지연
  • 커넥션 생성 지연
  • 요청과 응답 지연
  • 하드웨어, 전송속도, 메세지 크기, 거리

성능 관련 중요 요소

• 핸드셰이크 설정

  

• slow-start

  • awnd = minimum[rwnd,cwnd]
  • awnd : 전송 윈도우 크기 (송신할 수 있는 세그먼트 수)
  • rwnd : 수신 윈도우 크기 (수신측 버퍼 여유용량)
  • cwnd : 혼잡 윈도우 크기 (연결 초기 및 혼잡 상황`에서 사용되는 윈도우)

  

• nagle algorithm

  • 패킷을 줄여 → 효율성 증가
  • 전송 속도는 떨어짐

• piggyback ack 을 위한 확인응답 지연 알고리즘

  • 인터넷 자체가 패킷 전송을 완벽히 보장하지는 않기 때문에, TCP는 성공적인 데이터 전송을 보장하기 위해서 자체적인 확인 체계를 가진다.
  • TCP 세그먼트는 순번과 데이터 무결성 체크섬을 가진다.
  • 송신자의 기준은 먼저 시작한 곳
    • 수신자는 세그먼트를 온전히 받으면, 작은 확인 응답 패킷을 송신자에게 반환한다. (ACK)
    • 송신자가 특정 시간 안에 확인 응답 메세지를 받지 못하면, 패킷이 파기되었거나 오류가 있는 것으로 판단하고 데이터를 다시 전송한다.
  • 데이터 보낼 때 같이 보내면 되겠다!
    • 확인 응답은 그 크기가 작기 때문에 TCP는같은 방향으로 송출되는 데이터 패킷에 확인 응답을 편승시킨다. (piggyback)
  • TCP는 송출 데이터 패킷과 확인 응답을 하나로 묶음으로써네트워크를 좀 더 효율적으로 사용한다.
  • 확인 응답 지연은 송출할 확인 응답을 특정 시간 동안(0.1초 ~ 0.2초) 버퍼에 저장해 두고,확인 응답을 편승시키기 위한 송출 데이터 패킷을 찾는다.
  • 막상 HTTP에서는
    • HTTP 동작 방식은 확인 응답이 송출 데이터 패킷에 편승할 기회를 감소시킨다.
    • 편승할 패킷을 찾으려고 하면, 해당 방향으로 송출될 패킷이 많지 않기 때문에,확인 응답 지연으로 인한 지연이 자주 발생한다.

• time_wait 지연과 포트고갈

  

  • time wait 필요한 이유
    • 지연 패킷이 발생할 경우
      • SEQ 까지 동일하다면 잘못된 데이타를 처리하게 되고 데이타 무결성 문제가 발생
    • 원격 종단의 연결이 닫혔는지 확인해야 할 경우
      • ACK 유실시 상대방은 LAST_ACK 상태에 빠지게 되고
      • 새로운 SYN 패킷 전달시 RST(reset) 를 리턴합니다.
      • 새로운 연결은 오류를 내며 실패합니다. 이미 연결을 시도한 상태이기 때문에 상대방에게 접속 오류 메시지가 출력될 것입니다.
  • 서버에 TIME_WAIT 상태가 남아 있으며, 클라이언트의 로컬 포트가 고갈된 경우
    • 클라이언트는 서버의 상태를 모름
    • 연결 맺기 위해 요청 → 로컬 포트 찾는데 과부하
  • 클라이언트에 TIME_WAIT 상태가 남아 있으며, 클라이언트의 로컬 포트가 고갈된 경우
    • 로컬 포트가 없어서 에러

Connection header

• HTTP 헤더 필드 명은, 이 커넥션에만 해당되는 헤더들을 나열합니다.
• 임시적인 토큰 값은 커넥션에 대한 비표준 옵션을 의미합니다.
• close 값은 커넥션이 작업이 완료되면 종료되어야 함을 의미합니다.
• hop by hop

커넥션 최적화

• 병렬 커넥션

  

  • 네트워크 대역폭이 작을 경우 효율성이 떨어짐
  • 짜피 slow start 있음
  • 병렬 커넥션 수는 제한

• 지속 커넥션

  • HTTP 1.0
    • Connection : keep-alive
  • HTTP 1.1
    • 기본
    • Connection : close 명시

  

  

  

파이프라인 커넥션

• 지속 커넥션
• 요청 모아서 보내기
• 멱등성을 가지게 보내야함

커넥션 끊기

• Content-Length

  • 실제 받은 길이와 Content-Length 로 비교해서 문제 없을을 확인

• graceful close

  • 타임 아웃을 두고 전송된 패킷 모두가 정상적으로 전송된 뒤 깔끔하게 close
  • 어플리케이션 수준에서 → 바꿀수있음 ex ) 강제 셧다운 이라던지...

  struct  linger {
  int l_onoff;    /* option on/off */
  int l_linger;   /* linger time */
  };