Acknowledgments (ACKs)

ACK(긍정적 확인)와 NACK(부정적 확인): 네트워크 통신의 신뢰성 보장 기술

네트워크 통신에서 ACK(Acknowledgment) 신호는 신뢰성 있는 데이터 전송을 위한 핵심 요소입니다. 이 신호는 크게 긍정적 확인(Positive ACK)과 부정적 확인(Negative ACK) 두 가지로 나뉩니다.

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1. 긍정적 확인 (ACKs)

긍정적 확인은 수신자가 송신자에게 데이터 패킷을 성공적으로 잘 받았다고 알려주는 긍정적 응답입니다. 송신자는 ACK를 받지 못하면 패킷을 재전송합니다. 이 방식은 TCP와 같은 일대일(Unicast) 통신에 적합합니다.

1.1 지연 ACK (Delayed ACKs)

수신자는 모든 데이터 세그먼트에 대해 즉시 ACK를 보낼 필요가 없습니다. ACK를 잠시 지연시켰다가 다음에 보낼 데이터에 ACK를 함께 실어 보내는 것을 **피기백(piggybacking)**이라고 합니다. 이는 불필요한 패킷 수를 줄여 네트워크 효율을 높입니다. 예를 들어, 텔넷(Telnet)에서 클라이언트가 키를 입력하면 서버는 ACK를 바로 보내지 않고, 키 입력에 대한 응답을 보낼 때 ACK를 함께 포함시킵니다.

1.2 누적 ACK (Cumulative ACKs)

TCP의 슬라이딩 윈도우 프로토콜 덕분에 송신자는 여러 세그먼트를 연속으로 보낼 수 있습니다. 수신자는 이 여러 세그먼트들에 대해 하나의 누적 ACK만 보냅니다. 예를 들어, 10개의 세그먼트를 받은 후 마지막 세그먼트에 대한 ACK만 보내는 방식입니다. 이는 FTP처럼 대량의 데이터를 전송할 때 효율적입니다.

1.3 선택적 ACK (Selective ACKs, SACKs)

누적 ACK는 중간에 패킷이 유실되면 비효율적일 수 있습니다. 예를 들어, 10개의 세그먼트 중 3번만 유실되면, 수신자는 1, 2번까지 받았다고 알리고, 송신자는 유실된 3번뿐만 아니라 그 이후의 4~10번 패킷까지 모두 재전송해야 합니다. SACKs는 이 문제를 해결합니다. 수신자는 유실된 패킷 외에 정상적으로 수신한 다른 패킷들의 범위를 송신자에게 알려주어, 송신자는 유실된 패킷만 재전송하게 됩니다.

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2. 부정적 확인 (NACKs)

**부정적 확인(NACK)**은 수신자가 패킷이 유실되었음을 감지했을 때 송신자에게 알리는 신호입니다. 이는 한 송신자가 여러 수신자에게 동시에 데이터를 보내는 멀티캐스트 환경에서 특히 유용합니다.

멀티캐스트에서 모든 수신자가 ACK를 보내면, 송신자는 수많은 ACK에 압도되는 ACK 임플로전(Implosion) 문제가 발생합니다. NACK는 이 문제를 해결합니다. 수신자는 오직 패킷이 유실되었을 때만 NACK를 보내므로, 불필요한 트래픽을 줄입니다. NACK를 멀티캐스트로 보내면, 다른 수신자들도 재전송이 시작될 것임을 알 수 있어 중복된 NACK를 보내는 것을 막을 수 있습니다. NACK 전송 전 무작위 지연 시간을 두는 것도 NACK 임플로전 방지에 도움이 됩니다. 이 방식은 실시간 애플리케이션에 적합합니다.