오래된 SW 엔지니어의 평생 공부

TCP와 IP의 개요

• 인터넷의 중심은 TCP(전송 제어 프로토콜)와 IP(인터넷 프로토콜)로 이루어진다.
• TCP는 신뢰성을 보장하며, 데이터 전송 순서 확인, 데이터 재전송 등을 처리한다.
• TCP는 HTTP 표준의 기본 전송 프로토콜로 활용된다.

TCP의 핵심 메커니즘

3-Way 핸드셰이크:

• 연결 성립 전 클라이언트와 서버 간 초기화 절차.
• 왕복 레이턴시가 연결 성능에 영향을 미친다

느린 시작(Slow-Start):

• 새로운 연결에서 데이터 전송 속도를 점진적으로 증가시킨다.
• 초기 처리량이 제한되며, 대규모 데이터를 처리하는 경우 더 큰 영향을 미친다.

TCP Fast Open:

• 구글이 개발한 최적화 기법으로 초기 핸드셰이크 레이턴시를 줄인다.
• SYN 패킷에서 데이터 전송 가능
• HTTP 트랜잭션 속도를 약 10~40%까지 개선.

혼잡 제어(Congestion Control) vs 흐름 제어(Flow Control):

혼잡 회피(Congestion Avoidance) 

• 패킷 손실을 피드백으로 사용하여 혼잡 윈도를 패킷 손실이 발생할 때까지 증사 시킴
• 알고리즘 종류
  • TCP Tahoe and Reno (original implementations) (AIMD)
  • TCP Vegas
  • TCP New Reno
  • TCP BIC
  • TCP CUBIC (default on Linux) or Compound TCP (default on Windows)
    
    

웹 성능 최적화 방법

1. 서버 설정 최적화:
   • 최신 커널 업데이트 및 초기 혼잡 윈도 크기를 10으로 설정.
   • 느린 시작 재시작 기능 비활성화.
2. 네트워크 환경 개선:
   • 서버를 사용자와 가까운 위치에 배치.
   • 기존 TCP 연결을 최대한 재사용.
3. 데이터 전송 최적화:
   • 불필요한 데이터 전송 제거.
   • 전송 데이터를 압축하여 처리량 개선.

결론

TCP는 안정적이고 신뢰할 수 있는 프로토콜로 설계되었지만, 레이턴시가 주요 병목 요인이 될 수 있다. 이를 해결하기 위해 애플리케이션 설계와 서버 설정을 최적화하는 것이 중요하다.

참고 문헌

[1] 일리아 그리고릭, "구글 엔지니어에게 듣는 네트워킹과 웹 성능 최적화 기법", 정해권, 오현주 공역, 인사이트(insight)

[2] https://docs.google.com/presentation/d/1ZgF4MQ-7BBS92Zlz3mB52APRmyoSyaXprwltw5y3VJg/edit#slide=id.p9